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排序：

Robust Potential Field-Based communication & control Architecture for Robotic Swarms: Using the nRF52 System-on-Chip and a mesh network topology

Robust Potential Field-Based Communication & Control Archite...

引用

作者： Henrik Malvik Halvorsen Norwegian University of Science and Technology

学位级别：硕士

Which technologies and algorithmic design are suitable for both the control strategy and the communication protocol to ensure robustness within a robotic swarm? The aim of this study is to answer this question. The study is performed by obtaining an understanding of the field of swarm robotics and proposing a robotic swarm system with robustness in mind. The robotic swarm system contains possible solutions for the con- trol strategy, the communication protocol, hardware design and an in-room localization method. The innovative part of this swarm system is the idea of joining communication and control in a cooperative manner, based on previous studies on different robotic swarms. The communication protocol was designed to establish a mesh topology using the Thread protocol, MQTT-SN and ROMANOs. ROMANOs is a new application overlay protocol based on ROMANO, and is first introduced in this project. The control strategy introduces a potential-field based PID-controller, designed for its efficiency and practical approach. The cooperation between communication and control is the fact that the estimation of signal strength values will directly affect the potential fields of the control strategy. The control strategy will then initiate control actions to maintain the communication network. The hardware design platform consists of two printed circuit boards that houses all neces- sary electronics to realize the swarm algorithm, and a 3D-printed cylindrical chassis. The in-room localization method is based on ranging measurements from laser sensors, signal strength estimates and heading computations based on magnetometer data. A listening device consisting of a Node. JS MQTT module is created in order to acquire performance data from the swarm which is stored in an SQL database and further analysed in MATLAB. The proposed swarm application yields a mostly favorable, but mixed result. The joint control- and communication algorithm is successful in finding a local minima within

关键词： robotic swarms potential-field based control thread mesh network MQTT-SN ROMANO laser distance measurements magnetometer joint control-and communication algorithm PCB design algorithm design robust swarm application

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