多机器人通信仿真系统设计与虚拟力覆盖策略

"分布式多机器人通信仿真系统 (2009年) - 中南大学信息科学与工程学院" 本文主要探讨了多机器人通信仿真系统的设计与实现，针对当前这类系统研究不足的情况，提出了一种新的解决方案。该系统设计的重点在于模拟通信网络的拓扑变化以及多机器人间的通信方式。通过预留机器人控制算法接口，该仿真系统可以方便地与其他如避碰、任务分配和连通覆盖等研究领域结合，提供了一个综合研究的平台。 多机器人覆盖问题是多移动机器人和无线传感器网络领域的热点问题。为解决这一问题，文中提出了虚拟力分配策略。这一策略旨在使机器人在保持网络连通的同时，最大化地覆盖指定区域。具体实现中，以六边形作为覆盖的基本单元，确保了覆盖的均匀性和效率。通过构建仿真系统的原型并进行实验，验证了该系统能够准确模拟多机器人在保持通信连通状态下实现最大区域覆盖的能力，同时也证明了虚拟力覆盖策略的有效性。 文章的关键技术点包括： 1. **多机器人通信仿真**：系统设计考虑了通信模式的变化和网络拓扑结构，这对于理解和优化多机器人之间的协作至关重要。 2. **模块化设计**：预留的机器人控制算法接口使得系统具有高度灵活性，能够适应不同的控制策略和研究需求。 3. **虚拟力分配策略**：这是一种优化覆盖面积的方法，它允许机器人在保持网络连接的同时，通过模拟力的作用来调整位置，以达到最大的覆盖效果。 4. **六边形覆盖**：选择六边形作为基本覆盖单元，因为这种几何形状可以有效地实现无重叠的区域覆盖，提高空间利用率。 5. **连通覆盖**：确保所有机器人之间的通信连通性是系统设计的核心目标，以支持有效的协作和数据交换。 该研究不仅提供了多机器人通信仿真的新方法，也为多机器人系统的任务执行和协同工作提供了理论和技术支持。其成果对于进一步提升多机器人系统的性能和效率，特别是在环境监测、搜索救援等应用场景中，具有重要的理论价值和实际意义。