[发明专利]基于Ad-Hoc网络和leader-follower算法的多机器人编队方法

摘要

本发明请求保护一种多机器人编队方法，属于智能控制领域。本发明以leader运动轨迹控制整个编队运动轨迹，首先确定leader的运动学模型，由斥力与引力合力确定leader运动方向；建立follower跟踪leader运动模型，follower根据一定的距离与角度跟踪leader，根据人工势场法建立的运动模型确定follower运动轨迹；在leader与follower之间引入AdHoc网络，建立信息反馈，确保follower对leader的跟踪过程无丢失。采用本发明可以使多机器人系统在完成任务的过程中，顺利避开障碍物，到达目标点，并能在整个过程中保持初始队形，能实现多机器人的实时的队形控制，更好的完成一些需要多个机器人同时完成任务的场合（如搬运，救援等）。

主权项

1.一种基于Ad Hoc网络和leader-follower算法的多机器人编队方法，其特征在于，所述方法是在多机器人组成的群体中，一个或多个机器人被指定为领航者leader，其余机器人作为跟随者follower，在leader-follower算法基础上利用人工势场法进行避障处理，由followers以一定的距离跟踪leader的位置和方向，使其达到预先设定的值，从而控制follower跟踪leader的轨迹以实现队形控制，并引入Ad Hoc网络在leader与follower之间建立信息反馈；所述方法分以下几步：首先建立leader的运动学模型，以leader为参考点，来确定其他follower的位置，由斥力与引力合力确定leader运动方向；所述建立leader的运动学模型是采用控制方法来保持队形，即通过控制两个机器人之间的相对距离和相对角度，使之达到一个恒定值（），从而形成和保持一个良好的编队队形；然后采用人工势场法建立follower跟踪leader运动模型，其基本思想是构造目标位置引力场和障碍物周围斥力场共同作用的人工势场，搜索势函数的下降方向来寻找无碰撞路径，follower根据一定的距离与角度跟踪leader，根据运动模型确定follower运动轨迹；最后在leader与follower之间引入Ad Hoc网络，在编队过程中，将隐式通信与显示通信相结合，建立信息反馈，确保follower对leader的跟踪过程无丢失。