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课程大纲

多机器人系统导论

  • 多机器人协调与控制架构概述
  • 在工业、研究和自主系统中的应用
  • 集中式与去中心化系统的比较

群体智能基础

  • 集体智能与自组织原理
  • 生物启发:蚂蚁、蜜蜂与鸟群
  • 群体系统中的涌现行为与鲁棒性

通信与协调

  • 机器人间通信模型与协议
  • 共识算法与分布式达成一致
  • 任务分配与资源共享策略

控制与编队策略

  • 领航-跟随、基于行为及虚拟结构控制
  • 集群飞行、覆盖及捕逃算法
  • 在噪声通信条件下维持编队

群体优化算法

  • 粒子群优化 (PSO) 和蚁群优化 (ACO)
  • 应用于路径规划与动态任务分配
  • 结合学习与群体启发式的混合方法

模拟与实现

  • 在 ROS 2 和 Gazebo 中构建多机器人模拟
  • 使用 Python 或 C++ 实现群体行为
  • 调试与分析涌现动态

群体机器人学进阶主题

  • 可扩展性、容错性与通信韧性
  • 集成机器学习以实现自适应协调
  • 人机群体交互与监督控制

实操项目:群体协调系统的设计与模拟

  • 定义多机器人任务的目标与约束
  • 实现群体协调算法
  • 评估性能指标与鲁棒性

总结与下一步

要求

  • 对机器人基础有深入理解
  • 具备 Python 编程和 ROS 经验
  • 熟悉运动规划与控制算法

受众

  • 专注于分布式与合作系统的机器人研究人员
  • 设计大规模多智能体机器人解决方案的系统架构师
  • 从事自主协调与群体算法开发的高级开发人员
 28 小时

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