机器人网络聚集问题研究(4)

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近日，具有约束条件的一致性问题被研究人员所研究。Li【31】等人提出一条针对有限通信数据速率一致性的分布式协议。它证明出，即使在每一个时间步长内只有一个比特的信息在相邻智能体间交换，平均一致性也能实现。Nedic【32】考虑的是约束一致性，文中各种性态的变量被一个给定条件所约束。一种预测的一致性算法也被提出来以实现约束一致性。Xiang【33】等人研究了存在输入饱和度的一致性协议。多智能体网络在采样数据设置下的一致性问题受到了广泛研究【34-38】，其中智能体间的互动是间歇性的而不是连续的。Meng D【39】等人为了解决高阶多智能体系统的有限时间一致性问题而引入了迭代法。虽然许多研究已投入到聚集问题，但是穷我所知，能量受限的聚集问题还很少受到关注。这个问题在实际应用中是非常重要的，因为移动智能体往往是只含有有限的能源供应，Chang【40】等人在论文中提及的蚂蚁机器人。Zebrowski【41】介绍了高效能机器人的聚集问题，它的目标是为网络中的机器人寻找一个最优聚集的位置以缩短机器人的总行驶距离。

作为一个新兴的研究方向，一致性问题已经引起相当大的关注，包括生物科学、物理科学、系统与控制科学、计算机科学等各个领域都对一致性问题从不同层面进行了深入分析，研究进展主要集中在“群集”、“蜂涌”、“聚集”、“传感器网络估计”等问题。来~自^751论+文.网www.751com.cn/

（1）群集问题

群集是指在无集中式控制和全局模型的情况下，大量自制个体组成的集合通过个体的局部感知作用和响应的反应行为，使整体呈现出一致的行为。自然界中存在着大量的群集，如蜂群、蚁群等等，在运动中达到整体上的动态稳定，这些形式各异的群体运动，都是一种群集。因为种群间存在差异，所以它们表现出来的群集行为也不尽相同。关于群集的概念，至今没有一个明确的定义，目前普遍接受的群集的运动基本特点描述如下：a）群集以某种队形或者蜂涌运动；b）智能体与智能体之间、智能体与障碍物之间不会发生碰撞； c）可能会有其他的优化要求。另外，群集要求集合中的智能体在运动过程中，进行局部协作，在整体上达成某些方面的一致，以最终完成任务【42】。