多機(jī)器人編隊(duì)控制策略研究.pdf

1、隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展單個(gè)機(jī)器人越來越不能滿足時(shí)代的需求。如面對(duì)復(fù)雜任務(wù)時(shí)，單個(gè)機(jī)器人能力明顯不足，這時(shí)候就需要多個(gè)機(jī)器人共同協(xié)調(diào)來完成。多機(jī)器人編隊(duì)控制可以描述為多個(gè)機(jī)器人根據(jù)任務(wù)需求形成一個(gè)固定的隊(duì)形，并且保持這一隊(duì)形無碰撞的向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的控制技術(shù)。本文以提高編隊(duì)的隊(duì)形穩(wěn)定性和高效避障為出發(fā)點(diǎn)，內(nèi)容可以概括如下：
　　首先，介紹了多機(jī)器人編隊(duì)控制所涉及到的多機(jī)器人系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，以及編隊(duì)控制的模型和常用的編隊(duì)控制方法。

2、>　　其次，針對(duì)編隊(duì)控制方法中的跟隨領(lǐng)航者法中存在的當(dāng)領(lǐng)航者的位置發(fā)生突變時(shí)所產(chǎn)生的系統(tǒng)噪聲和誤差的問題，本文采用基于改進(jìn)的自適應(yīng)容積卡爾曼濾波的編隊(duì)控制算法。該算法中把機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為兩種模式，一種是瞬時(shí)狀態(tài)，一種是穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)不同的狀態(tài)選擇不同的容積卡爾曼濾波中的系統(tǒng)協(xié)方差Q，進(jìn)而將自適應(yīng)容積卡爾曼濾波運(yùn)用到跟隨者的位置預(yù)測(cè)中使預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確。
　　再次，針對(duì)編隊(duì)控制算法中的避障算法——人工勢(shì)場(chǎng)法中存在的局部最優(yōu)問題以及避

3、障效率問題，本文采用改進(jìn)的自適應(yīng)人工勢(shì)場(chǎng)法編隊(duì)控制算法。該算法根據(jù)不同的障礙物使用不同的控制策略，從而選取不同的動(dòng)態(tài)調(diào)整因子來動(dòng)態(tài)的調(diào)整整個(gè)編隊(duì)的隊(duì)形，或是縮小隊(duì)形，或是變換隊(duì)形，從而實(shí)現(xiàn)有效避障且縮短了隊(duì)形恢復(fù)所需要的時(shí)間，提高了編隊(duì)效率。
　　然后，針對(duì)跟隨領(lǐng)航者算法中存在的沒有明確隊(duì)形反饋問題以及人工勢(shì)場(chǎng)法中的局部最優(yōu)問題，本文采用基于上述改進(jìn)的跟隨領(lǐng)航者法和人工勢(shì)場(chǎng)法相結(jié)合的混合控制算法。該算法采用改進(jìn)的跟隨領(lǐng)航者算法實(shí)現(xiàn)