37、多机器人系统的高效分布式通信解决方案

多机器人系统的高效分布式通信解决方案

在多机器人系统中，高效的通信对于机器人之间的协作和任务执行至关重要。本文将介绍一种用于多机器人系统的分布式通信解决方案，该方案通过两种不同的通信模式，有效提高了同步消息的传输效率。

1. 代理状态管理

当一个代理开始通信时，它会将自己的状态设置为“插入”。接收到这些初始数据包的代理会将新代理的状态也设置为“插入”。当代理 X 检测到所有处于“运行”状态的代理都将代理 Y 的状态设置为“插入”或“运行”时，它会将代理 Y 的状态更新为“运行”，并计算代理 Y 的 DID，将其视为 TDMA 轮次的一部分。

移除代理的过程与之相反。如果在最后几轮（轮数是一个配置参数）中没有从某个代理接收到任何信息，其状态将被更改为“移除”。当所有代理都将某个代理的状态设置为“移除”或“未运行”时，该代理的状态将被更改为“未运行”，并重新分配 DID，相应地调整轮次时隙。

2. 解决方案架构

RA - TDMA 解决方案为分散机器人状态提供了一种合适的方法，但它没有提供任何特殊的同步消息传输机制，这带来了两个问题：
- 同步消息需要等待传输，在网络条件较差的情况下，这种延迟会累积。
- 没有接收反馈，如果客户端软件需要确保正确接收，必须在通信协议之上实现某种机制。

为了解决这些问题，提出的解决方案采用了两种不同的操作模式，分别对应两种机器人通信模式。

2.1 机器人状态扩散

机器人状态通过长周期的自适应 TDMA 轮次进行传输，该周期由活动代理的数量划分。为了与同步消息的传输区分开来，这种机制被称为“长轮次”，它紧密遵循 RA - TDM