[发明专利]受噪声污染的移动机器人系统及其协调控制方法

摘要

本发明提出一种移动机器人系统及其在噪声污染混合交互环境下的协调控制方法。方法包括获取每个个体移动机器人的位置以及每个个体移动机器人的邻居机器人的位置，并确定移动机器人系统的抗干扰性能参数；根据受污染的移动机器人系统的混合交互环境确定移动机器人系统的加权邻接矩阵；根据移动机器人系统的抗干扰性能参数、加权邻接矩阵确定每个个体移动机器人的控制参数；根据每个个体移动机器人的位置、每个个体移动机器人的邻居机器人的位置、每个个体移动机器人的控制参数以及移动机器人系统的加权邻接矩阵来控制每个个体移动机器人。本发明能够保证移动机器人在噪声污染混合交互环境下达到双向一致性，且控制精确，抗干扰能力强。

主权项

一种受噪声污染的移动机器人系统在混合交互环境下的协调控制方法，其特征在于，所述移动机器人系统包括多个个体移动机器人，所述方法包括以下步骤：A：获取每个个体移动机器人的位置以及每个个体移动机器人的邻居机器人的位置，并确定移动机器人系统的抗干扰性能参数；B：根据受噪声污染的移动机器人系统的混合交互环境确定移动机器人系统的加权邻接矩阵；C：根据移动机器人系统的抗干扰性能参数、移动机器人系统的加权邻接矩阵确定每个个体移动机器人的控制参数；以及D：根据每个个体移动机器人的位置、每个个体移动机器人的邻居机器人的位置、每个个体移动机器人的控制参数以及移动机器人系统的加权邻接矩阵控制每个个体移动机器人,其中，根据受噪声污染的移动机器人系统的混合交互环境确定移动机器人系统的加权邻接矩阵A＝[aij]包括：如果第j个个体移动机器人和第i个个体移动机器人沿同一方向运行并且第i个个体移动机器人获得第j个个体移动机器人的位置信息，那么加权邻接矩阵的元素aij为1；如果第j个个体移动机器人和第i个个体移动机器人沿相反的方向运行并且第i个个体移动机器人获得第j个个体移动机器人的位置信息，那么加权邻接矩阵的元素aij为‑1；如果第i个个体移动机器人未获得第j个个体移动机器人的位置信息，那么加权邻接矩阵的元素aij为0，其中，所述步骤C包括：根据如下的矩阵不等式来确定控制参数k：-kBTL‾TFTP-kPFL‾B+IPFDDFTP-γ2I<0]]>其中，I为n‑1阶单位矩阵，n表示移动机器人系统中个体移动机器人的个数；B＝[0n‑1,E1,E2,…,En‑1]Tn×(n‑1)，0n‑1表示由n‑1个零组成的列向量，Ei,(i＝1,2,…,n‑1)表示n‑1阶单位矩阵I的第i行；D为对角矩阵，其对角元素为1或者‑1；L为移动机器人系统的拉普拉斯矩阵，且其中A为加权邻接矩阵，α1j为加权邻接矩阵A的第1行第j列的元素，α2j为加权邻接矩阵A的第2行第j列的元素，anj为加权邻接矩阵A的第n行第j列的元素，N(i),i＝1,2,…,n表示机器人i的邻居机器人集合；F＝[1n‑1,‑E1,‑E2,…,‑En‑1](n‑1)×n，1n‑1表示由n‑1个1组成的列向量；P为正定对称矩阵；γ＞0为移动机器人系统的抗干扰性能参数。