多仿生機器魚協(xié)調(diào)控制的研究和設(shè)計.pdf

1、海洋資源是人類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的寶貴財富，隨著21世紀(jì)復(fù)雜水下作業(yè)、海洋探測和軍事偵察等方面的需求，出現(xiàn)了機器人群體協(xié)作工作的情況，多仿生機器魚協(xié)調(diào)控制的研究已成為當(dāng)前國際研究的前沿?zé)狳c問題之一。多仿生機器魚協(xié)調(diào)控制是一個集仿魚推進技術(shù)、智能控制方法和多智能體理論為一體的研究課題。目前，由于水下環(huán)境的復(fù)雜性和個體機器魚機動性和靈活性尚未成熟，仿生機器魚沒有發(fā)揮實際應(yīng)用的重要作用，國內(nèi)外主要針對相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù)展開研究和探討。本文以中

2、科院自動化所研制的仿生機器魚為研究對象，從機器魚運動控制入手，以實時視覺信息處理為技術(shù)，建立一個多仿生機器魚視覺系統(tǒng)，為多機器魚協(xié)調(diào)提供位置和姿態(tài)信息；基于情景行為(situated-behavior)算法的多仿生機器魚協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)雙魚協(xié)調(diào)推盒子任務(wù)。 本文首先對仿生機器魚和多仿生機器魚協(xié)調(diào)的概念和研究意義進行了介紹，綜述國內(nèi)、外對仿生機器魚及多仿生機器魚協(xié)調(diào)控制方面的研究概況，最后介紹了本文研究的主要內(nèi)容。 第二，對

3、中科院自動化所研制的四關(guān)節(jié)仿生機器魚的結(jié)構(gòu)和控制進行了研究，研究了機器魚點到點控制算法，編程實現(xiàn)了機器魚運動的方向控制。 第三，對集控式多仿生機器魚視覺系統(tǒng)的理論進行了深入的學(xué)習(xí)和研究，根據(jù)顏色查找表，采用移動網(wǎng)格掃描和動態(tài)窗口相結(jié)合的方法編程實現(xiàn)了視覺圖像分割。 第四，研究和學(xué)習(xí)了小波變換在圖像去噪處理方面的應(yīng)用，根據(jù)小波變換原理，利用圖像與噪聲的小波模極大值，實現(xiàn)了機器魚圖像去噪。 第五，在總結(jié)機器人群體協(xié)調(diào)