一种基于Voronoi图的多机器人污染控制方法

摘要

本发明公开了一种基于Voronoi图的多机器人污染控制方法，其包括机器人感知、分配任务、目标追踪、区域覆盖和避障；本发明将系统分为两层：虚拟层和现实层；在虚拟层中，采用加权距离划分Voronoi感知域，提高系统监测、辨识和通讯的效率，利于对环境网络重构；分布式机器人结合自身和污染源泄露的状况，利用权值权衡各任务对系统处理污染的优劣势，自行决断任务；现实层中，在机器人遇到障碍物时，结合虚拟层，更新虚拟目标点为障碍物边缘点；并按Voronoi域内污染量大小释放中和物；采用本发明的控制方法，可根据动态的环境任意变换队形，保证机器人能快速地、稳定地、高效地处理污染物和避开障碍物，提高多机器人系统的自主性和自适应性。

主权项

一种基于Voronoi图的多机器人污染控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤一：基于机器人世界坐标系，根据机器人的具体位置，按加权距离将整个空间划分为多个Voronoi感知区域；步骤二：各机器人首先自行计算空间中所有污染泄露源权值，再根据权值大小与自身所处位置，决定执行趋于污染源的目标追踪任务还是执行所在区域的污染覆盖消除任务；步骤三：机器人基于自身的信息获取与预处理，执行追踪任务以计算所得权值最大污染源为虚拟跟踪目标点，执行覆盖任务则以其感知Voronoi域的质心点为虚拟目标点，同时根据机器人与虚拟目标点连线是否通过障碍物来决定机器人最终的运动目标，若连线通过障碍物，则以障碍物边缘点为最终运动目标点，实现机器人运动过程中的自主避障；步骤四：整个系统的控制分为虚拟层与现实层两层，根据虚拟层中虚拟目标点信息更新现实层中运动目标点，驱动机器人向现实目标点移动，并释放中和剂，每次释放量为对应Voronoi子域内污染量的平均值。