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多Agent持久编队移动控制研究

作　者: 闻国光
导　师: 于永光
学　校: 北京交通大学
专　业: 概率论与数理统计
关键词: 多Agent系统编队控制路径计划 A~*搜索持久性
分类号: O157.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 53次
引　用: 0次
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内容摘要

由于多Agent编队系统被广泛应用于生产、生活、军事等领域,所以它已成为当前研究的一个热点问题。鉴于多Agent编队系统的大部分研究工作是基于二维空间的,然而,在现实世界中,多Agent编队系统的应用更多是在三维空间中而非二维空间,且在三维空间中多Agent编队系统的许多性质不同于二维空间,其更为复杂。所以本文针对三维多Agent持久编队的控制和路径计划做了深入的研究,这更具有实际意义。本文的具体工作包括:首先,作为一些实际应用的需要,如监视,勘测等,三维多Agent持久编队在移动期间需要保持指定的形状。针对这个问题,本文设计了三维多Agent持久编队黏着移动的分散控制规则,其中每Agent的移动仅仅依赖于自己的观测和自己所处的状态。由于编队中每个Agent自由度不同它所受的距离约束不同,我们将编队中的Agent按自由度进行分类,分别标记这些Agent为:0-自由度,1-自由度,2-自由度,3-自由度。根据三维持久编队的特点,对不同自由度的Agent分别设计不同的控制规则。进一步,让编队的目标点沿指定的轨迹连续移动,这时三维多Agent持久编队可以沿着这条轨迹黏着的移动。仿真效果说明了控制规则的有效性和合理性。其次,本文提出了一个实际的三维多Agent持久编队控制和路径计划的框架。在这个工作中,为了定义各种感兴趣的区域,三维环境被划分成立方体格子单元。根据环境中障碍等的位置,我们对生成的立方体格子单元进行着色,得到了实际的三维环境格子图。通过使用启发式的A~*搜索算法和一个进一步的优化算法,以及对编队中的Agent进行分散黏着移动控制,多Agent持久编队找到了一条免冲突,无死锁的最优路。本文中所给出的数值仿真很好的验证了相应的理论分析。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
英文摘要  7-10
第1章绪论  10-15
  1.1 引言  10
  1.2 多Agent编队系统研究的历史及现状  10-12
  1.3 本文的主要工作  12-15
第2章多Agent编队基础理论  15-29
  2.1 编队图  15-16
  2.2 刚性和持久性编队  16-23
    2.2.1 刚性编队  16-18
    2.2.2 一致约束和持久编队  18-23
  2.3 持久性的获得和保持  23-29
    2.3.1 持久性的获得  23-26
    2.3.2 持久编队重构和保持  26-28
    2.3.3 小结  28-29
第3章持久编队分散勃着移动控制  29-36
  3.1 持久编队的黏着移动  29-30
  3.2 编队控制规则  30-33
    3.2.1 对0-自由度Agent的控制规则  30-31
    3.2.2 对1-自由度Agent的控制规则  31-32
    3.2.3 对2-自由度agent的控制规则  32-33
    3.2.4 对3-自由度Agent的控制规则  33
  3.3 数值仿真  33-35
  3.4 小结  35-36
第4章持久编队路径计划  36-45
  4.1 编队控制和路径计划的框架  36
  4.2 格子图生成  36-38
  4.3 A~*搜索  38-41
    4.3.1 A~*算法定义和特点  38-39
    4.3.2 A~*算法流程图  39-40
    4.3.3 估价函数选取  40-41
  4.4 Waypoint生成  41-42
  4.5 数值仿真  42-44
  4.6 小结  44-45
第5章结论与展望  45-47
参考文献  47-52
作者简历  52-54
学位论文数据集  54

多Agent持久编队移动控制研究

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