[发明专利]一种分布式的多机器人包含避碰控制方法

摘要

一种分布式的多机器人包含控制方法，包括以下步骤：（1）针对有向网络中各机器人之间的通信关系，确定网络中的领导者与跟随者集合；（2）当领导者静态时，设计跟随者机器人的位置控制算子；（3）引入势能函数，确保跟随者机器人在运动过程中互相之间能够实现避碰，形成领导者静态时的包含控制率；（4）当领导者动态时，设计跟随者机器人的位置控制算子；（5）为跟随者机器人制定的控制策略中引入幂次估计器，估计领导者机器人的速度，实现由局部可知到全局可知并确定跟随者机器人的速度控制算子；（6）将机器人的位置控制算子和方向控制算子加权集成，并引入势能函数确保运动过程中个体之间互相避碰，形成动态机器人的分布式包含控制率。

主权项

一种分布式的多机器人包含避碰控制方法，其特征在于，所述方法将多机器人网络同图论相结合，并应用可控性理论及二分图最大匹配算法确定有向网络中的领导者跟随者集合；领导者集合确定后，当领导者静止时，根据领导者机器人与跟随者机器人之间的作用力关系及控制参数，引入势能函数实现避碰，设计出机器人领导者静态时的包含避碰控制率；当领导者运动时，针对局部信息可知的情况，即部分跟随者对领导者速度不可知，为跟随者设计幂次估计器实现对领导者的速度估计，进而根据移动机器人的运动特性和控制参数，设计多个机器人领导者动态时的包含避碰控制率；所述方法包括以下步骤：(1)针对有向网络中各机器人之间的通信关系，应用可控性理论确定网络中的领导者与跟随者集合；(2)当领导者静态时，由领导者与邻居机器人之间的通信关系，设计跟随者机器人的位置控制算子；(3)在跟随者位置控制算子的基础上引入势能函数，确保跟随者机器人在运动过程中互相之间能够实现避碰，形成领导者静态时的包含避碰控制率；(4)当领导者动态时，由领导者与邻居机器人之间的通信关系，设计跟随者机器人的位置控制算子；(5)针对局部信息可知时，即网络拓扑中存在部分跟随者对领导者速度不可知的情况，为跟随者机器人制定的控制策略中引入幂次估计器，来估计领导者机器人的速度，确定跟随者机器人的速度控制算子；(6)最后将机器人的位置控制算子和方向控制算子加权集成，并引入势能函数确保运动过程中个体之间互相避碰，形成动态机器人的分布式包含避碰控制率。