【摘要】：隨著人們對生活品質(zhì)、工作效率的不斷追求,對機器人的工作環(huán)境、工作任務(wù)等都提出了新的要求,很多復(fù)雜工作單個機器人已經(jīng)很難完成,需要多個機器人相互配合協(xié)同完成,對多機器人之間的協(xié)同通信提出了要求。隨著無線通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和機器人技術(shù)的融合發(fā)展,本課題研究采用WLAN網(wǎng)絡(luò)和云技術(shù)實現(xiàn)多個機器人之間的協(xié)同通信。本文主要針對多機器人通信網(wǎng)絡(luò)MAC層的協(xié)議內(nèi)容、接入方式、多機器人防沖突的退避算法進行了研究,同時還研究了多個機器人如何結(jié)合云技術(shù)接入到云平臺,實現(xiàn)多機器人之間的相互通信和系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。本文的主要研究內(nèi)容如下:1、分析研究多個機器人協(xié)同通信的拓撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其運行機制。通過對比分析,本課題多機器人協(xié)同通信網(wǎng)絡(luò)采用了環(huán)形與星型相結(jié)合的混合網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。多機器人協(xié)同通信網(wǎng)絡(luò)的MAC層采用了802.11系列協(xié)議,針對該系列協(xié)議本文主要分析了該系列協(xié)議的4個運行機制:四次握手、載波偵聽、幀間隔和隨機退避。2、研究多機器人協(xié)同通信的接入機制、防沖突機制。通過采用四次握手的分布式協(xié)調(diào)功能DCF接入機制接入到信道,利用載波偵聽和沖突避免CSMA/CA的兩種載波監(jiān)聽機制,獲得信道的占用時間NAV,在一定程度上解決了多個機器人的數(shù)據(jù)沖突問題。根據(jù)監(jiān)聽信道的占用時間NAV,機器人在發(fā)送數(shù)據(jù)時通過退避算法產(chǎn)生隨機的退避時間分時發(fā)送數(shù)據(jù),可以大大降低數(shù)據(jù)碰撞的概率。3、研究改進了傳統(tǒng)二進制指數(shù)隨機退避算法BEB,根據(jù)該算法的不足之處調(diào)整退避窗口參數(shù),提出了改進型的指數(shù)遞增指數(shù)遞減退避算法EIED,并給出了該算法的執(zhí)行流程,對采用不同參數(shù)的EIED算法與BEB算法進行了仿真對比。4、為了驗證所提出的多機器人網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和改進型的EIED防沖突算法,研究構(gòu)建了以移動機器人為實驗對象的多機器人協(xié)同通信網(wǎng)絡(luò)。簡單介紹了其軟件平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計。分析了如何通過CAN協(xié)議封裝該實驗對象的物理層傳感器數(shù)據(jù),通過TCP協(xié)議將多個機器人連接到OneNET云平臺,依據(jù)該平臺EDP協(xié)議實現(xiàn)多個機器人數(shù)據(jù)在鏈路層的上傳、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)和加密傳輸。對該平臺的整體框架、資源模型進行了研究,簡要分析多個機器人如何通過WLAN網(wǎng)絡(luò)接入到該平臺。5、最后利用OPNET對多機器人協(xié)同通信網(wǎng)絡(luò)的MAC層進行了建模仿真,分析了采用不同退避算法時的網(wǎng)絡(luò)性能。展示了多個機器人通過WLAN網(wǎng)絡(luò)接到云平臺后機器人群的建立過程、單個機器人的監(jiān)控界面、機器人群的設(shè)備概覽及應(yīng)用層機器人的響應(yīng)日志,通過串口調(diào)試了多個機器人之間的通信性能,實現(xiàn)了多機器人協(xié)同通信的功能要求。
【學(xué)位授予單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242
【圖文】：

(b) 圖 1-1 多機器人應(yīng)用實例ector 項目機器人 (b)倉儲移動機器人 (c)3D 打印Figure 1-1 Example of multi-robot applicationor project robot (b) Warehouse mobile robot (c)3D人應(yīng)用實例都屬于同質(zhì)多機器人的應(yīng)用，機器人去完成，這就對多種機器人之間的協(xié)人協(xié)同通信的研究逐漸增多，但國內(nèi)還很是個具有挑戰(zhàn)性的開放性問題。由于異質(zhì)的數(shù)據(jù)處理方式和數(shù)據(jù)傳輸方式，因此對題都提出了新要求[10]。中不同機器人具有不同的結(jié)構(gòu)、通信能力門，因此設(shè)計一種通用的多機器人之間協(xié)的信息共享與融合分為單個機器人的數(shù)據(jù)例如當多機器人共同完成周圍環(huán)境信息探

機器人STA1 ... 機器人STAn圖 2-1 多機器人協(xié)同通信的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)ure 2-1 Network topology of multi-robot cooperative commun點高速移動、網(wǎng)絡(luò)傳輸密度較大時，很容易造成機輸碰撞等性能的嚴重下降。本文針對多機器人協(xié)同協(xié)議的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，提出了基于 DCF 的道的平均接入時延、丟包率、減小了數(shù)據(jù)重傳次數(shù)的機器人對信道競爭能力的差異性，最終實現(xiàn)多個協(xié)同通信。協(xié)同通信的 MAC 層關(guān)鍵技術(shù)同通信網(wǎng)絡(luò)的 MAC 層采用了 WLAN 網(wǎng)絡(luò)的標準協(xié)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用[26-27]，主要負，協(xié)調(diào)控制各個機器人在信道里進行有效的通信，

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4 晁代宏;劉榮;吳躍民;宗光華;;光波導(dǎo)封裝機器人系統(tǒng)研究現(xiàn)狀[A];中國儀器儀表學(xué)會第六屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

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6 嚴世榕;;一種懸掛式擦窗機器人系統(tǒng)的動力學(xué)研究[A];系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用（第7卷）——'2005系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會論文選編[C];2005年

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8 史愛芬;洪奕光;秦化淑;;一類空間剛性機器人系統(tǒng)的魯棒控制[A];1998年中國控制會議論文集[C];1998年

9 劉思久;于在宇;裴超;于志國;;骨折整復(fù)機器人系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸[A];2007'儀表，自動化及先進集成技術(shù)大會論文集（二）[C];2007年

10 阮曉鋼;胡敬敏;李欣源;王啟源;;一種獨輪機器人系統(tǒng)的動力學(xué)建模與平衡控制[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第二分冊）[C];2009年

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