The Human Centered Robotics & Automation

多机器人系统

1、针对非结构环境下多移动机器人系统的团队作业,研究多机器人系统的基础理论和关键技术,为设计和分析多移动机器人系统提供系统化的建模与控制理论和方法。主要研究内容包括:

  • 群体交互动力学建模
  • 完全分布式的协调感知、规划与控制
  • 群体系统的稳定性和鲁棒性分析
  • 群体系统故障的自修复
  • 多智能体强化学习

 

2、针对网络通信环境下的多机器人系统的协调控制问题,研究多机器人同步编队与轨迹跟踪控制技术,给出了系统运动同步性和稳定性的分析方法。主要研究内容包括:

  • 分布式同步编队控制
  • 通信受限下的同步性和稳定性分析
  • 机器人缺失下的编队同步性自修复

 

3、针对工业物流环境下的多机器人系统联合搬运问题,研究多机器人优化调度、任务分配与轨迹优化等问题。主要研究内容包括:

  • 基于智能优化算法的多机器人调度与任务分配
  • 工业环境中的路径规划和轨迹优化

 

4、针对远程通信下的机器人网络群体搜救与环境探索问题,研究人机交互方式、决策优化协调和数据传输等问题。主要研究内容包括:

  • 基于共享控制的远程人机交互研究
  • 决策优化与远程控制协调机制研究
  • 混杂数据的高效传输与负载平衡
  • 自适应信息传输优化算法

 

代表性工作:

  • 多机器人编队(国家自然科学基金和国家863计划项目):由3台Pioneer 2/DX组队,或采用Frontier-I和Pioneer 2/DX进行混合组队,进行了障碍物环境下的多机器人编队控制实验,展示了编队避障、聚集、扩散、与环境相适应的队形变化等编队行为,采用了分布式协调控制、多机器人信息融合、异构组队等多种多机器人技术。[录像]
  • 机器人清洁队(国家自然科学基金和国家863计划项目):采用4台Pioneer2/DX机器人组成的“机器人清洁队”,在一个随机放置垃圾的场地上,完成垃圾搜索、捡拾、装车、运输、卸车等一系列作业任务。所有过程中机器人完全自主,“清洁工”与“清洁车”机器人分工合作,体现出较高的团队智能。在2000年7月召开的第三届亚洲控制会议期间,为国内外代表进行了公开演示表演。《人民日报》给予了照片报道。[录像]
  • 机器人足球队(国家自然科学基金和国家863计划项目):RoboCup和FIRA的全自主中型组项目是典型的多机器人合作与对抗任务,其环境具有强烈的动态特性和不确定性,是评价机器人和人工智能研究水平的公认平台。上海交大机器人足球队(包括6台自行研发的Frontier-I自主机器人),在近年的国内外比赛中多次获得冠军(1次国际冠军,6次全国冠军),表明了在该领域的先进性。[录像]
  • 多移动机器人协作系统的通用软件平台(国家863计划项目):该软件平台适用于不同类型的移动机器人系统在非结构环境下完成多种任务。实现了对机器人传感、通信、控制、规划和协作等关键技术的统一集成,使整个机器人团队构成一个可移动无线网络系统。可以完成多移动机器人的编队、合作导航、定位、踢足球等团队任务。软件设计上具有易用性、图形化、重用性、可扩展性等特点。[录像]

机器人足球队竞赛获奖

  • 2001年8月,北京,FIRA2001 机器人足球世界杯,全自主型组冠军
  • 2002年6月,上海,首届中国机器人竞赛,机器人足球全自主中型组1对1项目冠军、2对2项目冠军
  • 2003年8月,北京,2003 年中国机器人竞赛,RoboCup中型组1对1项目冠军和亚军、2对2项目冠军和亚军[录像]
  • 2004年10月,广州,中国机器人大赛,RoboCup中型组2对2项目冠军
  • 2005年7月,常州,中国机器人大赛,RoboCup中型组2对2项目冠军
  • 2006年10月,苏州,中国机器人大赛暨首届RoboCup中国公开赛,RoboCup中型组4对4项目亚军、2对2项目第3名
  • 2007年10月,济南,中国机器人大赛暨RoboCup中国公开赛,RoboCup中型组2对2项目亚军

 

 

多机器人实验平台(清洁队、 异构编队、足球队)[录像]

 

多机器人通用软件平台

 

群体机器人仿真与实验平台

 

机器人足球竞赛[录像]