机器人编队：用于探索和映射的利器

参考文献（Howard et al.，2006）采用异构移动机器人编队对搜索、映射部署和检测问题进行了研究和试验。机器人编队是由大约80个机器人构成的，拥有两类节点：映射器/主导机器人和传感器微型机器人。所有机器人安装有802.11b WiFi。任务分为两个阶段：探索与映射阶段，部署与检测阶段。在探索与映射阶段，映射子组探索环境，生成占有网格图。在部署与检测阶段，占有网格图可用于计算部署位置集，将简单传感器机器人部署在符合能力较强机器人要求的位置。

为每个映射机器人配备激光扫描测距仪、彩色相机和唯一的编码基准，使得它们能够确定附近机器人的身份、范围和方向（Howard et al.，2006）。一对机器人通过交换观测数据，完全可以确定其相对姿态，包括范围、方向和方位。每个相互观测数据被传输到远程操作控制台，在这里观测数据被添加到全局约束条件中。参考文献（Howard et al.，2006）采用了一种基于边界的分布式方法（Yamauchi，1997）进行搜索。该算法的工作原理如下：首先，使用激光测距仪数据和局部姿态估计值，来构建一个局部占有网格图。然后，提取离散边界列表，即占有网格的已知和未知区域之间的边界。丢弃那些不可达边界。如果因另一个机器人的阻塞而导致当前所选边界消失或者变成不可达的，则随机选择一个新边界。

当部署开始时，主导机器人引导形成链中的传感器受限机器人，到达第一个简单机器人目标位置。在导航模式中，简单机器人采用简单相机和彩色斑点跟踪算法来跟踪位于它前面的机器人，该机器人装有红色矩形斑点。链中的每个机器人直接跟在它前面的机器人之后，以大约0.5m/s的平均速率进行部署。如果彩色斑点丢失，简单机器人试图通过继续先前的行为或从一端到另一端规划自身，来重新获取该斑点。如果多个机器人是互为前后的，则斑点跟踪会形成跟随主导机器人链接行为。一旦主导机器人到达传感器网前位置，则它通过采用安装在主导机器人上的相机，将第一个简单机器人自主导航到部署位置。主导机器人对链进行维护，继续到下一个部署位置，以提供部署所需的类似导航援助。因此，主导机器人依次访问所有部署位置，并逐个部署传感器机器人。(www.xing528.com)

为了支持主导机器人确定任意简单机器人的位置，可以在每个简单传感器上安装视觉基准。每个视觉基准包括开始/结束块、一个7比特的ID块和一个方向块。一旦简单机器人位于适当位置，则它们将状态切换到其主要角色——形成用于入侵检测的分布式声学传感器网络。它们可用于检测通过环境的声学目标。