仿真平台结构的搭建 受鱼类具有高度环境适应性的启发,借鉴其游动机理,结合控制及机械等学科,研发具有高效、高智能、高机动性和低噪声等特性的仿生机器鱼是智能控制及信息技术中的一个新领域。当然,与水下机器人相比而言,机器鱼研究课题有其不容忽视的特殊性。 作为一项迫切的基础性、前瞻性工作,若将多仿生机器鱼系统用于盐湖采卤及盐田监测,应重点研究解决多仿生机器鱼系统如何适应不确定的盐湖环境而进行实时监测,反映个体交互通信动态变化的传感器信息融合、多机器鱼的协调合作与导航技术三个关键问题,重点研究在 3D 环境中如何用 GPS(Global Positioning Systems)定位与视觉混合导航来获取环境信息,进而对盐田实时监测和为采盐船提供最优航迹和精确导航;获取可靠高效的多机器鱼协调运动规划机制、合作体系、队形控制算法;运用仿生学原理,设计并开发适于盐湖生产的机器鱼原理样机及配套智能传感器的研制,为实用型机器鱼的群体协作提供必要的理论和技术支持。鉴于此,开展此类研究对于促进特种智能(多)机器人系统的协调和控制技术研究的原始创新及提高群机器人系统的应用水平具有重要意义。 多仿生机器鱼的协调与控制是与群体智能算法、智能控制方法、仿鱼推进技术及多智能体理论融为一体的研究课题[152]。若对机器鱼的运动控制和多机器鱼的协调问题的研究不充分,就会限制仿生机器鱼单体或群体更好地发挥其优势,就不能满足现实应用的需求。这主要表现在:水下作业时间、范围、环境各不相同,机动、通信、导航、定位、噪声、防腐蚀等性能要求存在差异等等。因此,为了达到实用的目的,以获取新原理、新技术、新方法为主要目标的多仿生机器鱼协调合作的应用基础研究迫在眉睫。明晰察尔汗盐湖生产矿区的地域特色,运用群智能算法,结合多机器鱼系统自身的特点,将机器鱼群体视为虚拟空间中的多Agent 搜索系统,每个机器鱼单体都内置电子眼、传感器和化学感测器以侦测盐湖中的机器鱼的运动信息和感知环境目标信息,编制程序建立实验仿真平台,在交互感知、无线通信模式下,将监测信息经图像识别后,进行鲁棒性、可靠性和运动精度约束后用优化算法实现搜索过程的可视化。拟搭建的多仿生机器鱼 3D 仿真平台结构与所示的结构相似,应满足通用性强的要求。搭建的自主仿生多机器鱼系统3D仿真平台,应使其具备绘制湖底盐层状态实时信息3D环境重构图的功能;同时,其应可检验多机器鱼系统与采盐船协调作业的群智能控制算法的合理性及有效性。 * k! ]2 y8 q4 t( k. [( A
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