12、利用无线信号强度实现机器人群体分散

利用无线信号强度实现机器人群体分散

在许多领域，将大量小型简单的机器人以去中心化的群体方式部署正变得越来越受欢迎。其中一个关键问题是如何让机器人群体有效地移动，以覆盖未知且可能充满危险的区域，从而建立用于监视的传感器网络。

1. 引言

在未知区域部署机器人群体进行覆盖，在灾难救援、军事侦察甚至行星探索等场景中都具有重要意义。以往的研究大多假设每个机器人能够通过传感器获取相邻机器人的相对位置（距离和方位），但很多小型机器人由于尺寸限制，无法携带能够提供这些信息的传感器。

例如，常见的360°激光测距仪SICK LMS 200尺寸为15 cm x 18 cm x 15 cm，对于像明尼苏达大学的Scout机器人（长11 cm、宽4 cm）来说，这样的传感器负载过大。小型机器人具有成本低、结构简单且不易被察觉等优点，因此研究如何在不依赖相对位置信息的情况下实现机器人群体的有效分散具有重要价值。

本文尝试使用无线信号强度作为距离的近似值，来辅助小型机器人群体进行分散。理论上，信号强度遵循反平方传播定律，即信号强度与传播距离的平方成反比。虽然实际环境中的障碍物会对信号产生干扰，但只要信号强度能随着机器人之间距离的增加而减小，就可以为机器人的移动方向提供一定的指示。

2. 相关工作

• Gage的分类 ：1992年，Gage首次将机器人团队的区域覆盖问题分为三种类型：全面覆盖、屏障覆盖和扫描覆盖。其中，全面覆盖与本文的研究最为相似，其目标是通过静态布局最大化覆盖的总面积。
• Howard等人的实验 ：Howard、Mata