一种任意队形的群移动机器人密度控制方法

摘要

本发明公开了一种任意队形的群移动机器人密度控制方法，属于移动多机器人技术邻域。包括移动机器人的聚群、设定群移动机器人的前进目标点、机器人群移动调整；直到到达目标位置。本发明通过拥挤因子调节机器人过于分散的问题，通过可压缩范围的机器人弹簧模型调节机器人过于拥挤或与障碍物之间过于接近易发生碰撞的安全距离，群移动机器人的队形不固定，使得群移动机器人的通讯和感知范围得以有效保障，克服了单个机器人易发生掉队的现象。采用本发明的方法，使得群移动机器人具有自动化程度高，机器人密度可控，可根据运动环境进行任意队形组合，从而保证了未知环境下群移动机器人的密度等特点。

主权项

一种任意队形的群移动机器人密度控制方法，其特征在于：实现步骤如下：步骤一、移动机器人的聚群：移动机器人检测附近的机器人，统计其感知邻域内的伙伴数目及分布方位，并向机器人数量较多的方位作为移动方向前进一步，反复执行此过程直到机器人聚群；步骤二、设定群移动机器人的前进目标点，在各机器人上根据机器人与目标点之间的距离关系施加一个目标对机器人的目标吸引虚拟力；如果移动机器人之间距离小于预设值或当障碍物在其排斥范围内时，在机器人上再施加一个虚拟排斥合力，机器人在行进过程中，每一步移动步长根据目标吸引虚拟力、虚拟排斥合力和拥挤因子的变化而变化；步骤三、移动机器人群的密度发生变化时，如果移动机器人之间相对位置处于可压缩范围之外，则进行调整：如果移动机器人的密度过于拥挤，移动机器人则通过弹簧模型相互排斥；如果过于分散，则转步骤一，执行聚群行为；当移动机器人间的相对位置处于可压缩范围内，则无需调整；步骤四、检测群移动机器人是否到达目标位置，若到达目标位置，则整个运动过程结束；否则，转步骤一。