[发明专利]一种多机器人靶标自主协同控制系统及其控制方法

说明书

一种多机器人靶标自主协同控制系统及其控制方法，包括训练控制终端和多个机器人靶标，所述训练控制终端控制所述机器人靶标的队形及运动状态，每个所述机器人靶标均相互通信，自主感知位置并保持队形。本发明的有益效果是能够实现多部机器人靶标编组模拟步兵班级队形，可以在控制终端利用所述任务规划模块编排机器人靶标运动程序，指定多部机器人靶标编组的行进路径、队形类型及变换；机器人靶标自主行进并能够判断与预置队形偏差，进行自主决策调整本机位置以保持队形，满足在一定战术背景下在随机地形上展开班组队形实施轻武器实弹射击训练需要。

技术领域

本申请属于智能机器人技术领域，具体地说，涉及一种多机器人靶标自主协同控制系统及其控制方法。

背景技术

目前国内外的轻武器射击训练，有静态目标靶实弹射击训练、运动目标靶实弹射击训练、真人对抗模拟射击训练多种形式。运用目标靶的实弹射击训练，主要停留在对单个目标的精度射击训练，以及对多个快速隐现目标靶实施的速射训练。对于实战中敌方以一定队形出现的目标群来讲，开展战术背景的对抗实弹射击训练是更高层次。利用多部机器人靶标模拟敌方战斗班组，成为带有战术背景的轻武器射击训练的发展趋势。

由多部机器人靶标组成敌方作战编组，模拟其战斗行为，需要解决的关键问题之一是队形的展开、保持与变换。对于每部机器人靶标来讲，其应具有与其它邻居机器人靶标自主协同调整战位的能力，才能达成队形保持或变换的目的，这涉及到多智能体的编队控制问题。

有关多智能体的编队控制方法，目前主要的有建立人工势场法、虚拟结构法、领航者-跟随者法、群体行为法，其主要研究的是对多智能体实施编队控制的数学函数与算法。对于由多部机器人靶标按战术要求编组并自主协同成班组队形行进，显然需要特定的控制系统和控制方法来实现。现有的控制系统是针对单体应用的，不能满足多部机器人靶标按战术要求编组并自主协同成班组队形行进控制的需要。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种多机器人靶标自主协同控制及其控制方法，能够由充当靶标的智能机器人自主展开队形，完成多智能体的编队控制工作。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种自主展开队形的机器人靶标系统及其控制方法，采用以下技术方案来实现。

一种多机器人靶标自主协同控制系统，包括训练控制终端和多个机器人靶标，所述训练控制终端内置有远端集中控制模块，每个所述机器人靶标均内置有自主协同决策模块，所述远端集中控制模块与所述每个自主协同决策模块均通信连接，不同的所述自主协同决策模块间均相互通信连接；

所述远端集中控制模块包括任务规划模块、态势监控模块和控制调度模块；所述任务规划模块分别与所述态势监控模块和所述控制调度模块连接；所述态势监控模块与所述控制调度模块连接；

所述自主协同控制模块包括环境感知模块、协同决策模块和追随控制模块；所述环境感知模块与所述协同决策模块连接，并与所述态势监控模块通信连接；所述协同决策模块与所述追随控制模块连接，并与所述任务规划模块通信连接；所述追随控制模块与所述控制调度模块和所述态势监控模块通信连接。

所述任务规划模块用来设置多部机器人靶标编组行进的路径、目的地和采取的队形，并发送任务数据给所述态势监控模块与所述控制调度模块，由所述态势监控模块和所述控制调度模块根据各自的功能和作用对任务规划模块传送来的数据做出处理。所述态势监控模块用来接收由机器人靶标发送的地理定位数据，并显示多部机器人靶标编组的运动位置和运动状态，并发送给所述控制调度模块。所述控制调度模块用来选择需要控制的机器人靶标，设定该机器人靶标的运动目的地，并发送给机器人靶标，选择需要控制的机器人靶标的依据是所述态势监控模块发来的机器人靶标及编组的信息。