移动机器人系统及其在混合交互环境下的协调控制方法

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，每个个体移动机器人的邻居机器人的位置以及每个个体移动机器人获取邻居机器人位置时的通信时滞；根据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；根据每个个体移动机器人的位置、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获取邻居机器人位置时的通信时滞以及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量；以及根据每个个体移动机器人的控制量控制每个个体移动机器人。本发明能够保证存在通信时滞的移动机器人在混合交互环境下达到双向一致性，且控制速度快，控制精确。

主权项

一种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：获取每个个体移动机器人的位置，每个所述个体移动机器人的邻居机器人的位置以及每个个体移动机器人获取邻居机器人位置时的通信时滞；根据所述移动机器人系统的混合交互环境确定所述移动机器人系统的加权邻接矩阵；根据每个个体移动机器人的位置、所述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获取邻居机器人位置时的通信时滞以及所述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量；以及根据每个个体移动机器人的控制量控制每个个体移动机器人，其中，所述根据所述移动机器人系统的混合交互环境确定所述移动机器人系统的加权邻接矩阵包括：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个个体移动机器人能够获得第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a_ij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个个体移动机器人能够获得第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a_ij为‑1；如果第i个个体移动机器人不能够获得第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a_ij为0，其中，根据每个所述个体移动机器人的位置、所述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获取邻居机器人位置时的通信时滞以及所述移动机器人系统的加权邻接矩阵，通过以下的公式确定个体移动机器人的控制量：$u_i\left(t\right)=\underset{j\in N_i}{\Sigma }{a}_{ij}[x_j(t-{\tau }_{ij})-a_{ij}{x}_i(t-{\tau }_{ij})],$其中，x_i(t)为个体移动机器人i的位置，x_j(t)为个体移动机器人i的邻居机器人j的位置，u_i(t)为个体移动机器人i的控制量，a_ij表示所述多个个体移动机器人的加权邻接矩阵第i行且第j列的元素，N_i为所述移动机器人i的邻居机器人集合，以及τ_ij表示第i个机器人获得第j个机器人位置信息时的通信时滞。