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