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第一章 绪论1

1.1多移动机器人系统简介1

1.1.1多移动机器人系统的优点2

1.1.2多移动机器人系统的应用领域2

1.1.3多移动机器人系统的性能衡量指标3

1.2多移动机器人研究的主要内容5

1.2.1多移动机器人协作的体系结构5

1.2.2多移动机器人的任务分配6

1.2.3多移动机器人协作环境感知与定位7

1.2.4多移动机器人团队的重构技术8

1.2.5多移动机器人的机器学习8

1.3多移动机器人系统研究趋势9

1.3.1异质多移动机器人系统10

1.3.2具有容错机制的多移动机器人系统11

第二章 多机器人体系结构12

2.1多机器人体系结构概述13

2.2面向探测任务的单机器人体系结构15

2.3协作多机器人体系结构17

2.4协作多机器人系统实验平台20

2.4.1机器人的驱动与控制系统20

2.4.2传感和通信系统21

2.5协作多机器人软件平台22

2.5.1协作多机器人系统功能结构22

2.5.2协作多机器人系统控制平台24

2.6小结25

第三章 多移动机器人通信27

3.1多移动机器人通信机制的研究28

3.1.1多移动机器人通信系统研究现状28

3.1.2通信研究主要内容31

3.2多移动机器人通信协议分析40

3.2.1多移动机器人通信网络路由协议及其评价标准40

3.2.2基于TCP传输的平面路由协议分析40

3.2.3复杂环境下的通信协议分析44

3.3基于通信的多移动机器人区域覆盖48

3.3.1正多边形区域覆盖理论49

3.3.2仿真实验51

3.3.3网络抗毁性分析52

3.4基于簇的按需路由通信机制研究55

3.4.1通信网络数据包的截获56

3.4.2机器人邻居链表的维护57

3.4.3簇结构的建立与维护58

3.4.4路由发现58

3.4.5两跳拓扑数据结构59

3.4.6链路重构59

3.5多移动机器人通信系统设计与实验61

3.5.1多移动机器人通信系统设计61

3.5.2多移动机器人通信系统实验67

3.6小结72

第四章 多移动机器人协同机制73

4.1多移动机器人任务规划73

4.1.1多移动机器人系统中的任务分配74

4.1.2基于异质交互式文化混合算法的机器人路由规划77

4.1.3正交混沌蚁群算法在群机器人任务规划中的应用研究85

4.1.4多移动机器人负载均衡任务规划算法90

4.2协同路径规划及免疫进化算法96

4.2.1基于免疫进化的单机器人全局路径规划97

4.2.2基于免疫协同进化的多移动机器人全局路径规划102

4.3运动协调机制105

4.3.1无障碍环境中的停驻106

4.3.2有障碍环境下多移动机器人避障与停驻115

4.3.3机器人连续避障的实现119

4.4小结123

第五章 多移动机器人协作定位与建图125

5.1地图创建和定位技术简介126

5.1.1环境地图126

5.1.2传感器130

5.1.3环境建模与定位技术132

5.2地图创建方法137

5.2.1基于声纳的地图创建137

5.2.2基于视觉传感器的地图创建146

5.2.3动态环境下的基于激光的地图创建153

5.3多移动机器人协作建图策略163

5.3.1多移动机器人系统控制结构164

5.3.2协作探测方案165

5.3.3基于多移动机器人的地图创建的案例172

5.4多移动机器人的合作定位和地图创建175

5.4.1系统状态175

5.4.2基于粒子群优化的fastSLAM算法176

5.4.3基于FastSLAM的多移动机器人的协作定位180

5.5小结184

第六章 多移动机器人的目标协作跟踪186

6.1目标跟踪技术188

6.1.1目标检测技术的研究概况188

6.1.2目标跟踪技术的研究概况190

6.1.3目标协作跟踪的研究概况194

6.2基于最大后验概率条件下的运动目标检测方法197

6.2.1概率框架下目标检测的研究状况197

6.2.2最大后验概率方法199

6.2.3最大后验概率目标检测方法的实现202

6.3基于模糊核直方图的跟踪方法207

6.3.1模糊核直方图207

6.3.2跟踪方法的实施211

6.3.3实验结果及分析212

6.4复杂环境中多移动机器人团队协作检测与跟踪技术215

6.4.1复杂环境下多移动机器人团队协作方法218

6.4.2多移动机器人团队协作检测与跟踪方法222

第七章 多机器人应用实例237

7.1多仿生鱼系统237

7.1.1国内外研究进展238

7.1.2仿生鱼模型240

7.1.3多仿生鱼的系统模型242

7.1.4多仿生机器鱼运动控制模型246

7.2足球机器人—ROBOCUP250

7.2.1 ROBOCUP概述250

7.2.2小型ROBOCUP足球机器人系统体系结构252

7.2.3小型ROBOCUP足球机器人系统任务分解与分配255

7.2.4小型ROBOCUP足球机器人行为控制260

7.2.5小型ROBOCUP足球机器人合作263

7.3多机器人其他应用实例简介266

7.3.1分布式微型机器人在军事上的应用266

7.3.2多无人机系统268

第八章 多机器人的研究与应用展望274

8.1多机器人技术研究展望275

8.2多机器人技术应用展望276

8.3小结277

参考文献278