基本信息
- 项目名称：
- 多机器人侦察系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 该作品可在无人环境下进行大范围搜索活动，具有实用价值。 该作品技术水平较高。系统具备一定的分布式特征，因此具有较强的工作能力、较高的工作效率和稳健性。该系统结构完整，具备目标查找、障碍物躲避、个体间协调与通信等功能，且提供丰富的交互功能，方便用户使用。 该系统具有较好的应用前景，可用于执行无人环境下的大面积搜索、大型场地测量乃至大型搬运等任务。
- 详细介绍：
- 多机器人系统具备一定分布式系统特征，工作能力强、设备小型化、系统稳健性强、工作效率高。 该系统可以进行目标查找、障碍物躲避、个体间协调与通信等•。系统采用两级控制决策方案，兼有集中式控制和分布式控制的优点，可以在两种方式之间自由调节，以达到最优效果。 该系统可用于执行无人环境下的大面积搜索、大型场地测量任务，且具备执行大型搬运任务的潜力，应用前景广阔。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 多机器人侦查系统以群体协作的方式执行目标侦查搜索任务，可代替人类进行大范围的搜索活动。可以在危险或人类难以到达的区域进行勘探、搜救（如地震、核辐射区等），而且可以大大加快搜索速度，达到了节省资源、提高效率的目的。 本系统创新与关键技术在于多台机器人个体共同执行搜索任务所使用的协调通信、遍历、躲避以及路径规划等策略，它涉及到多个学科和领域，多机器人侦察系统具有很大的潜在能力和推广前景。
科学性、先进性
- 相对于单机器人，多机器人系统在性能上有着更大的优势，可以利用小型个体完成大型任务，增加个体的生存几率，单一机器人个体的损坏不影响系统的整体运行，对于一些范围大而目标小的搜索任务，大量机器人可以缩短搜索时间。 本文设计的多机器人侦查系统，可以进行目标查找、障碍物躲避、个体间协调、通信。该多机器人系统以同一类型的红外光进行障碍检测和目标搜索，同时进行个体之间的相互通信与定向。多项任务使用单一媒介且互不干扰，以及两级控制决策方案是该系统的特色。此外，该系统还能够通过丰富的回显与声音报警功能实时报告系统个体状态，便于用户使用。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段。
技术转让方式
- 无。
作品可展示的形式
- 实物、产品、现场演示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该系统搜索过程中，个体可自行完成遍历和避障操作。当某个体检测到目标，光源发射目标信号，其他个体一经检测立即驶往目标地，到达后发射目标信号。当所有个体汇聚到目标地，侦查过程结束。 多机器人侦查系统采用两级控制决策方案，兼有集中式控制和分布式控制的特点，且可以在两种方式之间自由调节，根据具体环境上调或下放控制权力，以达到最优效果。 该系统可执行无人区域大面积搜索、大型场地测量、大型搬运等任务。
同类课题研究水平概述
- 机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。进入20世纪后，机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持，一些适用化的机器人相继问世， 1959年第一台工业机器人（可编程、圆坐标）在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。 进入80年代，随着传感技术，包括视觉传感器、非视觉传感器（力觉、触觉、接近觉等）以及信息处理技术的发展，出现了第二代机器人—有感觉的机器人。它能够获得作业环境和作业对象的部分有关信息，进行一定的实时处理，引导机器人进行作业。第三代机器人是目前正在研究的“智能机器人”。它不仅具有比第二代机器人更加完善的环境感知能力，而且还具有逻辑思维、判断和决策能力，可根据作业要求与环境信息自主地进行工作。 迄今为止，世界上对工业机器人的研究已经经历了四十余年的历程，日本、美国、法国、德国的机器人产业已日趋成熟和完善。工业机器人由操作机 （机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。 多机器人研究始于20世纪70年代，机器人工作环境复杂度、任务的加重，对机器少的要求不再局限于单个机器人，多机器人的研究已经成为机器人学中的一个热点。多机器人系统具有以下特点：适合完成复杂任务、分布在不同区域内同时作业或在不同分布时间内执行任务、多机器人具有对不同目标任务可协同工作、具有自感知与共享感知的能力、多机器人可提高系统的可靠性。 多机器人系统不是单个机器人数的增加，而是个体之间相互作用的增加。它包括协调和合作两层含义。所谓“合作”是指一个总体任务在个体之间如何分配，即如何组织多个机器人去完成任务，合作是通过机器人之间的组织方式及系统的运行机制实现的。当合作关系确定以后，还有一个要求各机器人在“合作”过程中相互之间运动“协调”的问题。对于包含紧藕合子任务的复杂任务而言，协调问题尤为突出。
