分布式多機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)同信息共享模型與算法的研究.pdf

1、在分布式多機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)同應(yīng)用中，機(jī)器人系統(tǒng)需要協(xié)同完成共同目標(biāo)。然而隨著機(jī)器人規(guī)模的擴(kuò)大，環(huán)境廣域化分布，機(jī)器人通常只能獲得環(huán)境的部分觀測(cè)，機(jī)器人間的信息共享成為了提高團(tuán)隊(duì)協(xié)同效率的關(guān)鍵?？紤]到實(shí)際應(yīng)用中通信通常是有代價(jià)的，機(jī)器人系統(tǒng)如何做出合理的信息共享決策，在通信獲得收益與通信代價(jià)之間權(quán)衡是一個(gè)很重要的問(wèn)題。然而現(xiàn)有信息共享算法或因只考慮信息覆蓋而過(guò)度通信，或因應(yīng)用于大規(guī)模機(jī)器人團(tuán)隊(duì)時(shí)計(jì)算復(fù)雜度劇增，不適用于分布式多機(jī)器人協(xié)同環(huán)境。

2、
　　在本文中，我們分析了多機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)同決策過(guò)程兩個(gè)階段：信息共享決策和行為決策階段。在信息共享決策階段中，以達(dá)到有效信息覆蓋作為目標(biāo)，從而從兩個(gè)階段中分離出來(lái)作為獨(dú)立的過(guò)程。在本文中，我們將信息共享階段建模為一個(gè)Dec-MDP過(guò)程，以充分考慮信息共享過(guò)程的多種不確定性。
　　考慮到Dec-MDP的高計(jì)算復(fù)雜度，以及在實(shí)際應(yīng)用中很難有充足的資源和時(shí)間用于計(jì)算，本文中我們提出基于矩陣的信息共享模型，該模型采用簡(jiǎn)潔的矩陣表示信

3、息共享決策過(guò)程涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與Dec-MDP模型等價(jià)。因?yàn)榫仃囘\(yùn)算高度并行的優(yōu)勢(shì)，該模型支持并行度更高的決策方法，可以更快速的求解策略。
　　然而矩陣模型中，最優(yōu)解的求解需要考慮聯(lián)合行為，求解復(fù)雜度依然很高。在本文，我們針對(duì)三種通信方式，以局部最優(yōu)代替全局最優(yōu)，分別提出基于矩陣的近似信息共享算法，包括：信息共享決策和啟發(fā)式模型維護(hù)算法兩個(gè)部分。在基于矩陣的信息共享近似算法中，我們只需要其中四個(gè)矩陣簡(jiǎn)單建模信息分布情況，網(wǎng)絡(luò)連接情