多仿生機(jī)器魚(yú)協(xié)作控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、從上世紀(jì)七十年代開(kāi)始，因?yàn)槲㈦娮雍陀?jì)算機(jī)技術(shù)的全面發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)蓬勃興起，對(duì)于機(jī)器人的研究也進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。其中，多機(jī)器人協(xié)作問(wèn)題已成為智能機(jī)器人研究范疇內(nèi)的重點(diǎn)研究對(duì)象。然而二十一世紀(jì)的人類(lèi)正面臨著人口、環(huán)境和資源三大問(wèn)題，因此，對(duì)于海洋資源的探索與開(kāi)發(fā)當(dāng)為首選，機(jī)器人技術(shù)也必將向著多水下機(jī)器人協(xié)作的智能方向發(fā)展。
　　仿生機(jī)器魚(yú)是按照魚(yú)類(lèi)游動(dòng)的推進(jìn)機(jī)理，結(jié)合微電子器件和新型材料技術(shù)以及水動(dòng)力學(xué)知識(shí)成功實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在水

2、中推進(jìn)游動(dòng)的一種機(jī)械裝置。仿生機(jī)器魚(yú)的研究在理論方面具有很高的研究意義，同時(shí)在海洋能源勘探、尋找新物種、軍事偵察等方面具有廣闊的應(yīng)用前景?？墒菃蝹€(gè)機(jī)器魚(yú)的活動(dòng)領(lǐng)域和能力是非常有限的，而仿生機(jī)器魚(yú)以后會(huì)在復(fù)雜的水下環(huán)境中進(jìn)行能源勘探、海下管道探傷和軍事偵察等重要任務(wù)，因此針對(duì)機(jī)器魚(yú)群體開(kāi)發(fā)高效、高靈活性、高魯棒性的協(xié)作控制方法是一個(gè)重要的研究方向。本課題中的多仿生機(jī)器魚(yú)協(xié)作系統(tǒng)即是結(jié)合機(jī)器魚(yú)水球比賽的任務(wù)要求進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)的。
　　

3、本文以多機(jī)器人系統(tǒng)為背景，以一類(lèi)微小型仿生機(jī)器魚(yú)為對(duì)象，主要闡述了仿生機(jī)器魚(yú)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)原理以及多仿生機(jī)器魚(yú)協(xié)作控制平臺(tái)的軟硬件結(jié)構(gòu)。平臺(tái)選擇面向任務(wù)的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)涉及圖像實(shí)時(shí)識(shí)別與處理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄與回放、實(shí)驗(yàn)環(huán)境數(shù)據(jù)設(shè)置等多種功能，以及友好的圖形用戶(hù)界面和較強(qiáng)的普適性。此外，結(jié)合動(dòng)態(tài)水環(huán)境的特點(diǎn)和仿生機(jī)器魚(yú)水的游動(dòng)機(jī)理，以及機(jī)器人所要解決的問(wèn)題和面臨的任務(wù)，通過(guò)對(duì)幾種典型的隊(duì)形控制方法進(jìn)行比較，最后結(jié)合基于行為的控制方法，提出了一