国防科技大学董威等 | 机器人集群的去中心化运行时强制方法

内容介绍

中文摘要：

机器人系统设计通常是自下而上的，这种开发方式使机器人群体很容易受到环境影响。具体来说，目前广泛使用的集群控制模型不能保证宏观上群体任务的正确性，也不能保证微观上机器人节点间交互的安全性。因此，为确保机器人行为在运行时的安全性，有必要考虑机器人集群系统在不确定环境下的复杂性质。运行时强制技术能确保状态序列始终满足给定性质，并且避免状态爆炸的问题。虽然在其他领域出现了一些运行时强制的工作，但目前还不能解决机器人集群问题。本文通过引入宏观/微观性质强制框架、防护器以及一个离散时间的强制机制（discrete time enforcement，D-time 强制）解决该问题。论述了领域规约语言和强制器合成算法，然后，将此方法应用到一个机器人集群仿真工具robotflocksim中合成强制器。以无人机集群任务为例实现了该方法，并对实验效果进行讨论。

关键词：

运行时强制；多层级性质；D-time强制；机器人集群

作者：

胡驰¹，董威¹，杨永辉²，史浩¹，邓霏²

单位：

¹国防科技大学计算机学院，中国长沙市，410073

²中国工程物理研究院计算机应用研究所，中国绵阳市，621999

本文引用格式：

Chi HU, Wei DONG, Yong-hui YANG, Hao SHI, Fei DENG, 2020. Decentralized runtime enforcement for robotic swarms. Frontiersof Information Technology & Electronic Engineering, 21(11):1591-1606. 

https://doi.org/10.1631/FITEE.2000203

本文精要导读：

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Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering（简称FITEE，中文名《信息与电子工程前沿（英文）》，ISSN 2095-9184，CN 33-1389/TP）是信息电子类综合性英文学术月刊，SCI-E、EI收录，最新影响因子1.604，进入JCR Q2分区。前身为2010年创办的《浙江大学学报英文版C辑：计算机与电子》，2015年更为现名，现为中国工程院信息与电子工程学部唯一院刊。覆盖计算机、信息与通信、控制、电子、光学等领域。文章类型包括研究论文、综述、个人视点、评述等。现任主编为中国工程院院士潘云鹤、卢锡城。实行国际同行评审制，初次转达意见一般在2~3个月内。文章一经录用将快速在线。

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