6、分布式机器人与粒子群优化在动态环境中的应用

分布式机器人与粒子群优化在动态环境中的应用

1. 分布式机器人语言架构

1.1 架构背景与需求

在机器人和机电系统领域，分布式控制架构的研究广泛开展，但大多针对配备操作系统和网络功能的系统。而环境智能、集体机器人、可重构机器人等领域有其特殊需求，例如角色分配、应对突发事件、邻居定位、状态报告等，且通信至关重要。为满足这些需求，我们提出一种架构，需考虑以下约束：
- 考虑集中控制系统。
- 在代理之间分配智能。
- 为每个代理或代理子集提供可能的自主性。
- 允许代理之间进行协作（自主组）。
- 通过向代理或代理子集广播新计划来对事件做出反应。
- 每个代理可以控制一个组，同时也可以由另一个实体控制。

1.2 架构概述

1.2.1 外部视角

管理机器人团队时，控制系统需先询问区域内可达的机器人，请求其身份信息（通过下载 XML 描述），解析后生成远程控制和编程工具，最后上传新程序。这些操作可在一个独立程序中完成。具体流程如下：
1. 主机询问其区域内的机器人。
2. 主机请求每个机器人的 XML 描述，所有机器人发送自己的 XML 文件。
3. 主机根据这些信息为每个代理生成直接命令或针对一组机器人的程序。
4. 由于 XML 描述包含机器人本地语言的元素，可构建编程工具。
5. 将本地语言的新程序上传到机器人中。
6. 所有这些操作可以集中在一个全局多智能体程序中。

1.2.2 内部视角

嵌入式架构围绕可配置片上系统构建，包括基于 FPGA 的硬件和微控制器，通过工业