多智能體協(xié)同控制系統(tǒng)的設計與應用.pdf

1、近年來，智能交通系統(tǒng)（ITS）成為解決交通中任務調(diào)度、資源分配等協(xié)作問題的熱點，它利用無線通信、電子傳感器、協(xié)同控制以及計算機網(wǎng)絡等先進技術(shù)，實現(xiàn)車、路、云端于一體的綜合交通運輸管理平臺。
　　汽車信息物理融合系統(tǒng)（VCPS）是一種面向 ITS的應用解決方案，利用多傳感器信息融合技術(shù)，對汽車進行智能化服務的多智能體架構(gòu)。在VCPS中，以多種智能體為基本物理單元，采集周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)進行智能交互服務，實現(xiàn)車與車、車與路、車與云端的信息

2、共享，從而有效的解決ITS中的各種交通問題。在復雜多變的ITS動態(tài)環(huán)境中，需要有效解決資源分配、行為協(xié)調(diào)、沖突消除等協(xié)調(diào)交互問題，而多智能體系統(tǒng)（MAS）可有效解決各獨立智能體的協(xié)同、協(xié)調(diào)、協(xié)作等問題。基于多智能體的協(xié)作通信與協(xié)同控制，本文針對ITS應用原型設計了一套多智能體協(xié)同控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能夠驗證ITS中協(xié)作通信、協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)，而且對ITS的應用研究具有參考性和實用性。本文的主要研究工作如下：
　?。?）多智能體協(xié)

3、同控制系統(tǒng)架構(gòu)的設計。該系統(tǒng)架構(gòu)采用了空地一體化的分層結(jié)構(gòu)式設計，其中，底層物理層主要實現(xiàn)多智能體小車在模擬的交通道路中自由行駛和路口協(xié)同；中間網(wǎng)絡層主要實現(xiàn)移動數(shù)據(jù)傳輸和多車協(xié)作通信；頂層 HMI交互中心主要實現(xiàn)決策控制，可通過四旋翼飛行器和交通攝像頭進行實時監(jiān)控。
　?。?）多智能體協(xié)作通信網(wǎng)絡的設計。利用ZigBee自組織網(wǎng)絡技術(shù)對多智能體進行組網(wǎng)，實現(xiàn)車與車、車與路、車與云端的信息交互，以及多智能體之間的協(xié)作通信與協(xié)同控制

4、；通過WiFi+ZigBee多模通信網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)多智能體節(jié)點與HMI交互中心的信息交互。
　?。?）多智能體協(xié)同控制算法的設計。該算法通過RFID標簽的定位，協(xié)調(diào)節(jié)點RSU的虛擬交通燈，實現(xiàn)多個智能體節(jié)點在模擬的交通道路場景中進行路口協(xié)同；同時，HMI交互中心通過WiFi通信協(xié)議實現(xiàn)四旋翼飛行器的協(xié)同控制。
　?。?）HMI交互中心系統(tǒng)的設計。HMI交互中心利用協(xié)作通信網(wǎng)絡，可以實時監(jiān)控每輛智能車節(jié)點的位置、行駛狀態(tài)、安全狀態(tài)