基于Linux平臺的多機(jī)器人系統(tǒng)移動自組織網(wǎng)絡(luò)研究與實(shí)現(xiàn)的開題報告

基于Linux平臺的多機(jī)器人系統(tǒng)移動自組織網(wǎng)絡(luò)研究與實(shí)現(xiàn)的開題報告一、課題背景近年來，隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人在各種領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是移動機(jī)器人，如無人駕駛車輛、無人機(jī)等，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、救援等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。隨著機(jī)器人數(shù)量的增多，如何協(xié)同工作成為了一個新問題。多機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人協(xié)同工作的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的多機(jī)器人系統(tǒng)通?；谥醒肟刂平Y(jié)構(gòu)，即由一個中心控制器控制多個機(jī)器人的運(yùn)動，這種方法的缺點(diǎn)是系統(tǒng)的單點(diǎn)故障率較高，不具有可擴(kuò)展性。自組織網(wǎng)絡(luò)（MANET）提供了一種解決這個問題的方法，MANET是一種無線自組織網(wǎng)絡(luò)，可以在不需要中心控制的情況下自主完成網(wǎng)絡(luò)的建立和維護(hù)。機(jī)器人自組織網(wǎng)絡(luò)（RobotMANET）是一種基于自組織網(wǎng)絡(luò)的多機(jī)器人系統(tǒng)，機(jī)器人通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)和通信來完成任務(wù)。Linux系統(tǒng)是一個廣泛使用的自由和開源的Unix-like操作系統(tǒng)，因其安全、穩(wěn)定、性能良好等特點(diǎn)，成為了嵌入式系統(tǒng)和移動機(jī)器人的首選操作系統(tǒng)。在Linux系統(tǒng)上開發(fā)機(jī)器人自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有良好的靈活性和可擴(kuò)展性。因此，本課題旨在通過研究和實(shí)現(xiàn)基于Linux平臺的多機(jī)器人系統(tǒng)移動自組織網(wǎng)絡(luò)，提出一種新的機(jī)器人協(xié)同工作系統(tǒng)，同時探索機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)建立、通信協(xié)議、路徑規(guī)劃等技術(shù)問題，為機(jī)器人自組織網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供技術(shù)支持和理論參考。二、研究內(nèi)容和研究方案（一）研究內(nèi)容1.多機(jī)器人系統(tǒng)移動自組織網(wǎng)絡(luò)的理論分析，包括機(jī)器人自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、各種協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)等。2.多機(jī)器人系統(tǒng)移動自組織網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)、通信協(xié)議設(shè)計(jì)等。3.多機(jī)器人系統(tǒng)移動自組織網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，包括機(jī)器人節(jié)點(diǎn)程序的編寫、通信協(xié)議的調(diào)試、路徑規(guī)劃算法的實(shí)現(xiàn)等。4.系統(tǒng)測試與評估，包括機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接測試、通信質(zhì)量測試、路徑規(guī)劃實(shí)驗(yàn)等。（二）研究方案1.收集資料，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，分析機(jī)器人自組織網(wǎng)絡(luò)相關(guān)協(xié)議。2.設(shè)計(jì)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)，包括網(wǎng)絡(luò)模塊、傳感器、執(zhí)行器等。3.設(shè)計(jì)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，采用無線自組織網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。4.設(shè)計(jì)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的數(shù)據(jù)通信和遠(yuǎn)程控制。5.實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃算法，包括基于坐標(biāo)、基于圖形等算法。6.設(shè)計(jì)系統(tǒng)測試方案，對系統(tǒng)進(jìn)行測試和性能評估。7.撰寫論文，對研究結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析。三、預(yù)期成果1.實(shí)現(xiàn)基于Linux平臺的多機(jī)器人系統(tǒng)移動自組織網(wǎng)絡(luò)，并完成系統(tǒng)測試和評估。2.提出一種新的機(jī)器人協(xié)同工作系統(tǒng)，具有較高的可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性。3.探索機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)建立、通信協(xié)議、路徑規(guī)劃等技術(shù)問題，為機(jī)器人自組織網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供技術(shù)支持和理論參考。4.撰寫論文，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文或期刊。四、進(jìn)度安排1.第1-3個月，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。2.第4-6個月，設(shè)計(jì)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議和路徑規(guī)劃算法。3.第7-9個月，實(shí)現(xiàn)基于Linux平臺的多機(jī)器人系統(tǒng)移動自組織網(wǎng)絡(luò)，并完成系統(tǒng)測試和評估。4.第10-12個月，撰寫論文，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文或期刊。五、參考文獻(xiàn)[1]李路,張愛武.基于節(jié)點(diǎn)度分配的機(jī)器人自組織網(wǎng)絡(luò)研究[J].機(jī)器人,2020,42(2):234-241.[2]王文典,張佳成,張亞娟,等.基于無線ADHOC網(wǎng)絡(luò)的移動機(jī)器人多智能體系統(tǒng)[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2020,39(5):563-570.[3]MiH,Vukobratovi?D,GacaninH,etal.Asurveyofwirelesscommunicationandnetworkingtechniquesforautonomousplatooningcontrolofmobilerobots[J].JournalofNetworkandComputerApplications,2020,169:102-120.[4]張愛武,李路.基于tabu搜索規(guī)劃的多機(jī)器人自組織網(wǎng)絡(luò)路徑優(yōu)化[J].機(jī)器人,2019,41(4):489-496.[5]YaqoobM,AhmedS,AlghazzawiD,etal.Acomprehensivesurveyonrobotoperatingsystem