基于Voronoi和虚拟力的多机器人持续监控研究

• 作者: 袁国栋 李宗刚 杜亚江 陈引娟
• 来源期刊: 控制工程
• 关键词: 多机器人系统 持续监控 Voronoi 虚拟力
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 决策与控制一体化系统
• 页码范围: 1842-1849
• 页数: 8页
• 分类号: TP24
• 语种: 中文
• DOI: 10.14107/j.cnki.kzgc.20190580

摘要

针对有障碍环境中多机器人系统持续监控问题,基于泰森多边形(Voronoi diagram)和虚拟力方法提出了一种分布式监控算法,其中机器人监控路径由其与周围环境、相邻机器人及目标点之间的虚拟力合力共同确定,以实现对任务区域内所有目标点的持续监控.首先,利用Voronoi实现对监控区域的划分,并结合所引入的重叠质心和有效质心概念,实现了区域覆盖重叠率的计算.在此基础上,利用Voronoi和虚拟力构建了机器人运动模型,设计了机器人避障及状态信息实时更新算法.再次,通过大量仿真实验,分析了环境变化、感知模型、机器人数量、区域重叠率等因素对机器人完成持续监控任务的影响.仿真结果表明,所提分布式算法提高了多机器人系统对任务区域的持续监控效率.