多机器人协调队形控制方法

摘要

本发明一种多机器人协调队形控制方法，是一种跟随机器人通过递推预测，进而实现与领航机器人的队形控制。跟随机器人结合视觉、码盘信息，获取当前采样时刻k与之前的N_{p max}次采样时刻相对于领航机器人的距离和观测方位角d^k-s，φ^k-s(s＝0，…，N_{p max})；借助码盘信息，通过局部坐标系变换，递推得到采样时刻k和k-N_{p max}时的领航机器人在跟随机器人局部坐标系(见式1)下的位置L^K(x_L^k，y_L^k)、(见式2)，以及采样时刻k时的跟随机器人前向摄像机的光心C_opt在(见式3)下的位置O_f^k(x_of^k，y_of^k)；计算出预测的领航机器人运动方向和领航机器人到C_opt方向之间的角度ψ_ij^k，进而结合期望角度ψ_ijd以及跟随机器人与领航机器人之间的距离L_ij^k(即d^k)和期望距离L_ijd，综合视觉信息，进行运动决策，得到速度v_f和转角θ_f。本发明适合通讯失效的情况，为多机器人在军事等方面的应用提供技术支持。

主权项

1.一种多机器人协调队形控制方法，用于多机器人系统；其特征在于，包括步骤：A)跟随机器人依据领航机器人上的色标筒，结合视觉与码盘信息，获取当前采样时刻k与之前的N_pmax次采样时刻相对于领航机器人的距离和观测方位角d^k-s，(s＝0，…，N_pmax)；B)跟随机器人借助码盘信息，通过局部坐标系变换，递推得到采样时刻k和k-N_pmax时的领航机器人在跟随机器人局部坐标系下的位置L^k(x_L^k，y_L^k)、以及当前采样时刻k时的跟随机器人前向摄像机的光心C_opt在坐标系下的位置O_f^k(x_of^k，y_of^k)；C)基于位置L^k、和O_f^k，跟随机器人计算出预测的领航机器人运动方向和领航机器人到C_opt方向之间的角度ψ_ij^k；D)结合角度ψ_ij^k以及期望角度ψ_ijd、跟随机器人与领航机器人之间的距离L_ij^k以及期望距离L_ijd，综合视觉信息，进行运动决策，得到速度v_f和转角θ_f，实现对跟随机器人速度大小和方向的控制。