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第1章 绪论1

1.1 研究背景1

1.2 问题的提出3

1.3 研究意义5

1.3.1 实践意义5

1.3.2 理论意义5

1.4 国内外研究现状6

1.4.1 任务分配问题的研究现状6

1.4.2 多机器人系统任务分配问题的研究现状9

1.4.3 研究现状述评18

1.5 研究目标、内容及架构18

1.5.1 研究目标18

1.5.2 研究内容19

1.5.3 技术路线21

1.5.4 组织框架22

第2章 多机器人系统任务分配研究的理论基础与方法25

2.1 多机器人系统任务分配问题的类型划分25

2.1.1 任务分配问题模型及方法27

2.1.2 任务分配问题的iTax分类30

2.2 角色分配相关概念38

2.2.1 角色定义39

2.2.2 角色与协作系统的关系40

2.2.3 角色模糊与角色冲突41

2.2.4 清晰角色的特征42

2.2.5 基于角色的协作过程45

2.2.6 多机器人系统中引入角色的合理性与优势46

2.2.7 任务-角色协作工作框架50

2.3 基于E-CARGO模型的角色分配52

2.4 本章小结55

第3章 基于角色及能力约束的任务分解57

3.1 基于角色的任务描述57

3.1.1 任务的定义58

3.1.2 任务的形式化描述59

3.2 机器人的能力模型63

3.2.1 机器人的结构64

3.2.2 资源的特征65

3.2.3 机器人的能力分析和建模67

3.3 任务分解70

3.3.1 任务分解的原则70

3.3.2 基于角色及能力约束的任务分解方法的提出72

3.3.3 基于角色及能力约束的任务分解方法的关键步骤73

3.3.4 分解任务的形式化表达79

3.4 任务分解示例分析81

3.5 本章小结88

第4章 基于角色的集中式任务分配90

4.1 多机器人系统固定角色分配91

4.1.1 问题背景描述91

4.1.2 相关研究分析92

4.1.3 基于E-CARGO模型的GroupAssign算法93

4.1.4 多机器人系统固定角色分配问题建模108

4.1.5 模型求解及算法性能实验111

4.1.6 多机器人系统固定角色分配示例117

4.2 多机器人系统柔性角色分配120

4.2.1 问题背景描述120

4.2.2 多机器人系统柔性角色分配问题建模120

4.2.3 模型求解及算法性能实验121

4.2.4 多机器人系统柔性角色分配示例124

4.3 多机器人系统动态角色分配126

4.3.1 问题背景描述126

4.3.2 多机器人系统动态角色分配问题的形式化描述127

4.3.3 多机器人系统动态角色分配算法130

4.3.4 算法性能实验132

4.3.5 多机器人系统动态角色分配示例138

4.4 本章小结142

第5章 基于角色的分布式任务分配144

5.1 相关工作分析144

5.2 问题背景描述146

5.3 任务及机器人学习模型的构建147

5.4 基于群体智能的角色分配150

5.4.1 选择策略（角色专业化分工）150

5.4.2 贪婪策略（不进行角色分工）152

5.5 多机器人系统角色分配实验环境设置153

5.5.1 实验机器人介绍153

5.5.2 任务的抽象化表示154

5.5.3 实验仿真工具155

5.6 实验过程及分析157

5.6.1 静态环境实验158

5.6.2 任务比例变化实验162

5.6.3 时间间隔变化实验164

5.6.4 机器人数量变化实验167

5.6.5 空间范围变化实验169

5.6.6 实验结果的管理启示171

5.7 本章小结172

第6章 结论与展望174

6.1 主要研究结论174

6.2 本书的特色与创新175

6.3 未来研究方向176

参考文献178