水下仿生机器鱼的研究进展IV——多仿生机器鱼协调控制研究

本文探讨了多仿生机器鱼群体游动协调的问题 ,这是仿生机器鱼技术研究的一个新的方向 ,目前尚无人涉足 .首先研制了一套具有高效、高机动性的微小型多机器鱼平台 ,提出了基于 AGENT的网格算法进行多机器鱼的定位和协调控制 ,利用该实验平台 ,进行了多机器鱼对抗和多机器鱼协调过孔的实验研究 .

一种多仿生机器鱼协作系统的设计与初步实现

多仿生机器鱼群体协作的研究是针对未来复杂、动态水下环境中多仿生机器人系统控制和协调作业的需要而开展的相关理论和关键技术的研究。本文依据多仿生机器鱼群体协作研究的要求,给出了一种多机器鱼协作系统的硬件体系结构,并在此结构基础上提出了多机器鱼协作实验仿真系统的设计方案,最终开发并初步实现了该仿真系统,并应用于本文提出的一种协作型机器鱼的CLB分层式控制结构的仿真研究中。该系统实现了环境可视化、过程图形化和算法加载动态化等功能,极大地方便了多机器鱼协作系统研究工作的开展。

一种应用于多仿生机器鱼协作的图像并行处理方法

并行处理是提高图像处理速度的重要途径。结合图像处理算子的隐合并行性和机器的字长特性，提出了一种通用的并行识别方法，利用MMX指令和SSE指令予以实现，并应用于多仿生机器鱼协作系统的视觉子系统中。该方法适于批量数据块处理，可以成倍提高系统的处理速度。

小波变换在多仿生机器鱼视觉系统中的应用研究

针对集控式多仿生机器鱼系统(multiple robot fishes coordinate system,MRFS)的实际要求和特点,采用小波变换对图像进行去噪处理.利用图像与噪声的小波模极大值随尺度变化大小不同,通过极大模点在各个尺度的取值来确定噪声的位置和特征,从而完成去噪目的.

多仿生机器鱼通信子系统设计

由于机器鱼的智能水平相对较低,因此,在基于全局视觉的多仿生机器鱼系统中,往往需要依靠系统的上位机或遥控器的指挥才能精确快速地完成任务。文中给出了一种针对多仿生机器鱼通信子系统的设计方法和实现方案,详细介绍了无线接收单元和发射单元的硬件设计方案,并对通信协议进行了分析,从而为多仿生机器鱼系统提供了一个高效可靠的通信平台。

基于二阶一致性算法的多仿生机器鱼分布式编队控制

针对动态领航者按照自身动力学模型运动,多个跟随者机器鱼以其为编队参考点,根据编队要求形成队形并整体跟随领航者运动的问题,提出一种多仿生机器鱼分布式编队控制方案.首先,基于二阶一致性算法给出各跟随者机器鱼估计领航者位姿信息的分布式算法;其次,给出以领航者为参考点的多仿生机器鱼编队描述方法,进而各机器鱼根据编队要求以所估得的参考点信息实时确定其在编队中的期望位姿;再次,各跟随者机器鱼以期望速度和角速度以及所估得的领航者位姿信息为输入,利用模糊控制器确定其速度档位和方向档位,实现编队的形成与保持.仿真和实验结果均表明,所提分布式编队控制方法是有效的,仿生机器鱼群体能够较快形成期望队形并跟随领航者游动.

中国“十五”科技成就展一瞥

反恐机器人 1．多仿生机器鱼 中科院自动化所和北京航空航天大学开展了机器鱼和多微小型仿生机器鱼群体协作与控制的研究工作。目前已取得阶段性成果．两条仿生机器鱼已经可以顺利完成协调过孔．顶球．射门等演示。