| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第16-34页 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 | 第16-17页 |
| 1.2 模块化自重构机器人研究现状 | 第17-18页 |
| 1.3 分布式重构研究现状 | 第18-22页 |
| 1.4 分布式重构运动研究现状 | 第22-25页 |
| 1.5 分布式重构变形研究现状 | 第25-33页 |
| 1.5.1 基于搜索的变形策略 | 第27-29页 |
| 1.5.2 基于控制器结构的变形策略 | 第29-31页 |
| 1.5.3 基于多智能体的变形策略 | 第31页 |
| 1.5.4 环境激励的变形策略 | 第31-33页 |
| 1.6 本文主要研究内容 | 第33-34页 |
| 第2章 基于元胞自动机理论的分布式运动策略研究 | 第34-52页 |
| 2.1 引言 | 第34-35页 |
| 2.2 基于规则的分布式运动策略 | 第35-41页 |
| 2.2.1 阵列式机器人模块单元 | 第35-36页 |
| 2.2.2 重构运动中元胞自动机模型 | 第36-38页 |
| 2.2.3 模块单元的离散运算周期 | 第38页 |
| 2.2.4 模块单元邻居空间 | 第38-39页 |
| 2.2.5 元胞规则设计 | 第39-41页 |
| 2.3 分布式运动规划策略 | 第41-46页 |
| 2.3.1 系统整体性问题 | 第42-44页 |
| 2.3.2 局部冲突问题 | 第44-45页 |
| 2.3.3 分布式运动规划流程 | 第45-46页 |
| 2.4 分布式运动仿真实验 | 第46-51页 |
| 2.4.1 典型地形环境中的仿真实验 | 第46页 |
| 2.4.2 崎岖地形环境中的仿真实验 | 第46-48页 |
| 2.4.3 复杂环境中的仿真实验 | 第48-51页 |
| 2.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 第3章 面向确定目标构型的分布式变形策略研究 | 第52-83页 |
| 3.1 引言 | 第52页 |
| 3.2 分形系统建模理论 | 第52-56页 |
| 3.2.1 自然界普遍存在的分形现象 | 第52-53页 |
| 3.2.2 L系统字符重写表达机制 | 第53-54页 |
| 3.2.3 分布式变形过程中字符重写机制 | 第54-56页 |
| 3.3 模块局部运动规划 | 第56-62页 |
| 3.3.1 基于Turtle算法的字符转录 | 第56-58页 |
| 3.3.2 分布式变形过程中分形字符及转录方法 | 第58-61页 |
| 3.3.3 分布式变形过程中模块状态转变 | 第61-62页 |
| 3.4 分布式变形策略 | 第62-69页 |
| 3.4.1 基于梯度扩散的局部方向引导机制 | 第63-65页 |
| 3.4.2 重构变形混合式策略设计 | 第65-66页 |
| 3.4.3 仿真验证 | 第66-69页 |
| 3.5 分布式变形过程中特性分析 | 第69-82页 |
| 3.5.1 分布式变形过程的收敛性 | 第69-74页 |
| 3.5.2 分布式变形过程的并行性 | 第74-75页 |
| 3.5.3 模块规模的可扩展性 | 第75-76页 |
| 3.5.4 元胞规则应用顺序对变形速度的影响 | 第76-78页 |
| 3.5.5 目标构型的分枝特性对变形速度的影响 | 第78-80页 |
| 3.5.6 初始生长节点对变形速度的影响 | 第80-82页 |
| 3.6 本章小结 | 第82-83页 |
| 第4章 适应动态环境的分布式连续变形策略研究 | 第83-105页 |
| 4.1 引言 | 第83页 |
| 4.2 形态决策与构建方法 | 第83-87页 |
| 4.2.1 环境激励的作用方法 | 第83-85页 |
| 4.2.2 机器人形态构建与参数化表达 | 第85-86页 |
| 4.2.3 环境激励的分布式响应机制 | 第86-87页 |
| 4.3 重构运动与重构变形之间的连续转换策略 | 第87-94页 |
| 4.3.1 移动路径的分形表达方法 | 第88-89页 |
| 4.3.2 局部环境激励的分布式路径规划 | 第89-91页 |
| 4.3.3 分布式连续转换策略 | 第91-92页 |
| 4.3.4 仿真验证 | 第92-94页 |
| 4.4 不同目标构型之间的连续转换策略 | 第94-104页 |
| 4.4.1 模块状态转变机制 | 第94-95页 |
| 4.4.2 分布式整体变形策略 | 第95-96页 |
| 4.4.3 分布式局部变形策略 | 第96-98页 |
| 4.4.4 仿真验证 | 第98-104页 |
| 4.5 本章小结 | 第104-105页 |
| 第5章 模块化自重构机器人分布式变形实验研究 | 第105-127页 |
| 5.1 引言 | 第105页 |
| 5.2 Seremo机器人系统 | 第105-113页 |
| 5.2.1 阵列式结构与运动原理 | 第105-108页 |
| 5.2.2 模块单元的控制系统 | 第108-109页 |
| 5.2.3 模块间局部通讯和坐标系变换 | 第109-111页 |
| 5.2.4 模块重构运动能力 | 第111-113页 |
| 5.3 分布式运动策略实验验证 | 第113页 |
| 5.4 面向确定目标构型的分布式变形实验验证 | 第113-121页 |
| 5.4.1 分布式变形收敛性实验 | 第114-116页 |
| 5.4.2 初始生长节点对分布式变形速度影响的实验 | 第116-118页 |
| 5.4.3 模块数量的可扩展性实验 | 第118-121页 |
| 5.5 动态环境中分布式变形实验验证 | 第121-126页 |
| 5.5.1 不同目标构型之间的分布式连续转换实验 | 第121-125页 |
| 5.5.2 重构运动与重构变形之间的分布式连续转换实验 | 第125-126页 |
| 5.6 本章小结 | 第126-127页 |
| 结论 | 第127-129页 |
| 参考文献 | 第129-142页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 | 第142-144页 |
| 致谢 | 第144-145页 |
| 个人简历 | 第145页 |