連通性約束的多機器人集合及導航的開題報告一、研究背景和意義隨著工業(yè)自動化和物流領域的發(fā)展，多機器人集合和導航成為了研究的熱點。在物流領域，多機器人可以協(xié)同完成分揀、搬運、裝載等任務，提高物流效率和減少成本。在工業(yè)生產領域，多機器人可以協(xié)同完成裝配、搬運、加工等任務，提高生產效率和質量。同時，多機器人集合和導航也是未來智能城市、智慧交通等領域重要的技術基礎。多機器人集合和導航涉及的關鍵技術包括單機器人的路徑規(guī)劃和控制、多機器人的協(xié)作策略、環(huán)境感知和地圖構建等等。其中，連通性約束是多機器人集合和導航中最重要的約束條件之一，它可以保證多個機器人在執(zhí)行任務時保持連通，從而避免任務執(zhí)行失敗。因此，本文將研究多機器人集合及導航中的連通性約束問題，并從算法設計、仿真實驗等方面進行探索。二、研究內容和方法1.研究內容（1）多機器人路徑規(guī)劃算法研究路徑規(guī)劃是多機器人集合和導航中的核心問題，本文將研究單機器人路徑規(guī)劃算法和多機器人協(xié)同路徑規(guī)劃算法。（2）連通性約束問題研究在多機器人集合和導航中，保持機器人之間的連通性是非常重要的，因此我們將研究連通性約束問題，并探討如何在路徑規(guī)劃中考慮連通性約束條件。（3）仿真實驗在實現(xiàn)以上算法后，我們將進行仿真實驗，驗證算法的性能和優(yōu)劣，并比較不同算法的實現(xiàn)難度和效果。2.研究方法（1）理論研究在研究多機器人集合及導航中的連通性約束問題時，我們將首先進行理論研究，分析問題的特點、難點和解決思路，并提出相應的算法。（2）算法設計我們將參考現(xiàn)有的多機器人路徑規(guī)劃和協(xié)同算法，結合連通性約束問題的特點，設計出新的算法，用于解決實際問題。（3）仿真實驗在算法設計后，我們將利用仿真軟件進行實驗，驗證算法的有效性和優(yōu)勢，并比較不同算法的實現(xiàn)難度和效果。三、預期研究成果本研究的預期成果包括以下方面：（1）設計一種適用于多機器人集合及導航的連通性約束算法，以保證機器人在任務執(zhí)行過程中保持連通狀態(tài)。（2）提出新的多機器人路徑規(guī)劃算法，包括單機器人路徑規(guī)劃算法和多機器人協(xié)作路徑規(guī)劃算法。（3）進行仿真實驗，比較不同算法的實現(xiàn)難度和效果，驗證算法的有效性。四、研究時間安排根據(jù)研究進度安排，本研究將分為以下三個階段：第一階段（2021.7~2021.9）：對多機器人路徑規(guī)劃和連通性約束問題進行綜述研究，分析問題的性質和難點，設計一些基礎算法。第二階段（2021.10~2022.2）：設計和實現(xiàn)新的路徑規(guī)劃算法，包括單機器人路徑規(guī)劃算法和多機器人協(xié)作路徑規(guī)劃算法，并考慮連通性約束條件。第三階段（2022.3~2022.6）：進行仿真實驗，比較不同算法的實現(xiàn)難度和效果，驗證算法的有效性。五、參考文獻[1]H.Y.Cheng,J.S.Liu,andJ.J.Teng,“Multi-robotformationcontrolusingapotentialfunctionapproach,”IEEETransactionsonRobotics,vol.26,no.4,pp.766–772,2010.[2]M.HarounMahdavi,A.Makkiabadi,andA.Nersisyan,“Distributedformationcontrolofnonholonomicmobilerobotsusinglocalinteraction,”RoboticsandAutonomousSystems,vol.114,pp.98–114,2019.[3]T.BalchandR.C.Arkin,“Behavior-basedformationcontrolformultirobotteams