14、机器人导航与协作技术的创新探索

机器人导航与协作技术的创新探索

在当今科技飞速发展的时代，机器人技术在各个领域的应用愈发广泛，其中机器人导航与协作技术是研究的热点之一。本文将介绍几种创新的机器人导航与协作方法，包括基于DQN的无地图导航、真空清洁机器人的协作覆盖以及MALE无人机网络的协调。

基于DQN的无地图导航

传统的机器人导航方法往往依赖于机器人的真实位姿，但这种方式存在一定的局限性。为了解决这个问题，研究人员提出了一种基于深度Q网络（DQN）的无地图导航方法。该方法使用基于同步定位与地图构建（SLAM）的定位技术来估计机器人的位姿，而不是依赖于机器人的真实位姿。

在奖励函数中引入了定位失败惩罚项rlost，以规范智能体的行为，防止机器人进入没有可观测特征的区域，因为在这些区域基于SLAM的定位往往会失败。通过在不同环境中进行有和没有定位失败惩罚的不同测试，结果表明该方法显著提高了定位性能。这是因为定位失败惩罚鼓励机器人沿着具有一致可观测地标的路径行驶，同时避免碰撞，从而实现了故障安全定位。

真空清洁机器人的协作覆盖

随着对机器人集群协作清洁大型区域的需求不断增加，研究人员致力于开发高效的网络清洁机器人协调算法。一个真空清洁机器人团队可以被视为一个多机器人系统，具有灵活性、可重构性、对故障的鲁棒性以及解决复杂任务的成本效益等优点。

为了实现协作清洁的目标，研究人员提出了一种新颖的路径规划方法。每个真空清洁机器人被视为一个网络物理系统，采用两层控制结构：
1. 网络层 ：主要使用基于前沿的探索技术来实现自主覆盖，同时结合基于Voronoi的路径规划技术来提高效率。通过连接的通信网络获取邻居的相对位