行业前沿 | 多智能体协同创新实验室解决方案

导读近些年来，多智能体的协同问题己经成为领域研究的热点，各大知名高校也在将课程内容与实验项目放到本科生阶段进行初步学习，如何高效助力多智能体协同控制相关教学，帮助学生快速掌握理论知识和基本实践已成当今多智能体教学一大重点。多智能体协同创新实验室在设计上将围绕智能体的学习，“从单体智能→群体智能，从系统仿真→实践验证→应用场景”的设计思路展开，让学生由简入繁的学习多智能体系统。

在学习过程中将融入智能体的信息感知、任务分配、轨迹规划、编队控制、多智能体任务分配、多智能体编队控制等技术内容和实验内容，从而提升学生的综合实践能力。

如下图为实验室效果图，主要包括：单智能体实验区、无人系统仿真试验区、多智能体协同创新实践区、可视化及体验区四个功能区。功能特点：● 小车搭载了适配深度学习的NVIDIA开发板，配合ROS系统，结合高清摄像头，用纯计算机视觉技术让小车实现各种功能；●小车在无人操控下，能够实现自动识别车道线，并沿车道线内侧行驶；●小车可以检测前方障碍物，遇障碍物自动停止；●小车可以实现红绿灯检测，做到红灯停、绿灯行；●配套教学内容包括“理论+实验”课程，提供课件PPT、讲义、实验手册等；2>>智能无人机>>飞思FX310智能无人机是室内智能飞行器，使用高强度碳纤维和3D打印技术相结合设计制造。载重大，飞行时间长。

内部采用光流定点，性能优秀，飞行稳定，使用简单，一键起降。

主要应用于室内slam导航、视觉跟随、目标识别、人工智能开发等领域。功能特点：●支持运行图像分类、目标检测、图像分割算法；●可自主选择识别的物体，可提供直接使用的算法模型；●支持API调用，可适配多种API场景；●支持手势互动、手势抓取、人脸识别及追踪；●配套教学内容包括“理论+实验”课程，提供课件PPT、讲解视频、实验手册等；无人系统仿真实验区1<<飞思无人系统仿真开发平台<<飞思无人系统仿真开发平台是在北航可靠飞行控制组提出的RflySim仿真框架的基础上开发的一体化无人机系统仿真开发平台，专为无人平台控制系统开发、大规模集群协同、人工智能视觉等前沿研究领域研发的一套高可信度的无人控制系统开发、测试与评估平台。基于此平台可完成飞控仿真教学、集群仿真教学、视觉仿真教学。

通过平台完成在仿真环境下的算法学习与验证，掌握基本MATLAB/Simulink编程能力与常用算法应用能力，为实际飞行测试打好基础。3<<仿真实验平台控制终端<<仿真实验平台控制终端是一台高性能台式服务器，运行Windows10操作系统，作为开发主机使用。

1<<室内光学定位系统<<室内光学定位系统布置在实飞实验区域四周，布置区域大小根据科研场所现场而定，主要设备由运动捕捉摄像机、图像定位处理工作站、图像定位解算软件、反光标识点等4部分构成。

2>>集群协同无人机>>飞行实验平台采用四旋翼机型，具有飞行时间长、载重大、飞行稳定等特点。使用高精度3D打印技术制造，机体小巧轻便，飞行时间长。内部采用激光定高和光流定点，性能优秀，飞行稳定，使用简单，一键起降。

搭载协同控制与通讯模块，满足室内智能体无人机协同控制需求。4>>多智能体协同控制系统>>多智能体协同控制系统为多智能体协同飞行、任务规划控制提供基础平台，主要包括多智能体控制研发工作站、专用无线路由器、数据交换机、多智能体协同控制开发环境、多智能体导航定位系统接口软件、多智能体控制接口软件、多智能体协同控制软件等7个部分组成。（2）VR终端设备结合无人仿真系统，通过VR设备和遥控器，体验者可看到无人机的飞行视角，让学生身临其境的的感受飞行的乐趣，带来全新的沉浸感受。同时，可以锻炼学生的模拟飞行技能，练习各种飞行动作，为未来的实际飞行打下基础。