基于速度补偿算法的多机器人编队控制研究

• 作者: 张方方 张文丽 王婷婷
• 来源期刊: 郑州大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 领航-跟随算法 速度补偿算法 跟踪控制 编队避障控制
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 智能信息|Intelligent Information
• 页码范围: 1-6,14
• 页数: 7页
• 分类号: TP242.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13705/j.issn.1671-6833.2022.02.004

摘要

为解决传统领航-跟随算法在多机器人系统编队控制中算法复杂及普通编队控制律较难完成多机器人圆形编队的问题,通过对传统的领航-跟随算法进行改进,将多机器人的编队问题转化为机器人之间的跟踪控制问题,提出了一种基于位置信息的速度补偿算法,并将其用于多机器人编队.首先建立了速度补偿算法机器人编队控制模型,利用跟随机器人与虚拟机器人之间的位姿误差,设计了编队控制律,并从理论上证明了所设计的控制律能够完成多机器人编队任务;然后在研究多机器人编队问题的基础上进一步研究了多机器人编队过程中的避障问题,引入了经典的人工势场法,并将人工势场法与速度补偿算法进行结合,结合后的算法可使得多机器人系统在行进过程中维持编队运行,并且能够防止系统内机器人相互碰撞,自适应地避开周围环境中的障碍物;最后将所提算法在多机器人仿真和实物平台上进行实验验证.结果表明:多机器人不仅能够高效率地完成编队任务而且在遇到障碍物时能够成功避障,该算法减少了调用参数的数量,简化了编队算法,提高了编队效率.