移动机器人编队的运动控制策略

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1、doi:10.3724/SP.J.1087.2011.03312文章编号：1001-90810011)12-3312-03移动机器人编队的运动控制策略梁家海2a•北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京100124;2.钦州学院数学与计算机科学学院，广西钦州535000)(qzuljh@163.coni)摘要:为实现移动机器人编队的多样性、稳定性和队形变换连续性，并解决移动机器人编队运动中的避障、避碰、到达日标的问题,对基木队形进行分析，提出队形参数化的思路，建立基本队形虚结构的参数化数学模型，通过调整参数使队形在基本队形及其衍牛的队形间进行变换;机器人在运行的过程中

2、，利用行为融合方法、跟随领航者法、人工势场法和虚结构法对机器人进行运动控制，实现了机器人的避障、避碰、队形归建等目标。对上述策略进行了仿真实验，实验结果表明,使用本策略既保留了虚结构法队形稳定、队形归建迅速的优点，又改进了其灵活性差的不足。关键词:移动机器人编队;队形参数化;运动控制;虚结构中图分类号：TP242.6文献标志码:AMotioncontrolstrategyformobilerobotformationLIANGJia-hai12(1・CollegeofElectronicInformationandControlEngineering,BeijingU

3、niwrsity()fTechnology,Beijing100124China;2.CollegeofMathematicsandComputerScience,QinzhouUnit^ersil)QinzJiouGuangxi535000.China)Abstract：Thispaperstudiedhowtoachievethediversity,stabilityandcontinuityofformationchangeformobilerobots,andsolvedtheprol)lemofobstacleandcollisionavoidancefo

4、rtherol)otformationtoreachthedestination.Thebasicformationwasanalyzedandtheideaofformationparameterizationwaspresented.Parametricmathematicalmodelwasestablishedforthevirtucilstructureofl)asicfornuition.Fonnationalternatedbetweenbasicformationandderivativeformationbyadjustingtheparameter

5、s・RobotmotioncanI)econtrolledbyusingbehaviorfusionmethodtfollowpilotmethodtiirtificial

6、x)tenticilfieldmethodandvirtualstnicturemethod.ThesimulationandexperimentalresultsshowthatthisstrategynotonlyretainsthecidvantageofstabilityandrapidformationofvirtualstructuremethodbutalsoimprovesIlex

7、ibility.Keywords：mobilerobotformcition;fonnationpaRirnetrizatiori;motioncontrol;virtualstructure，许多的队形由这OOOOO(b)一字形队形OOOOO(d)楔形队形(C)菱形队形图1机器人编队的四种基本队形收稿日期：2011-05-23;修回日期:2011-06-27o基金项目：广西自然科学基金重点攻关项目睦科攻0992027-1)o作者简介:梁家海0968-)，男，广西浦北人，副教授，硕士，主要研究方向:检测技术与自动化装餐、人工智能。移动机器人编队是一个具有典型性和通用性

8、的多机器人协调问题，是多机器人协调问题的基础。所谓编队控制是指多个机器人在到达目的地的过程中，保持某种队形,同时又要适应环境约束例如存在障碍物或者空间的物理限制)的控制技术。通过研究开发及实用化,该技术在工农业生产、柔性制造、无人探险侮洋、太空、核环境)，特别是在国防工业中的巨大应用前景逐步表现出來。目前实现编队主要方法有产生式方法、行为融合方法、跟随领航者法、虚结构法等U7，这些方法都有着不同的优、缺点。产生式方法的优点是反应速度很快，缺点是规则不容易制定。行为融合方法的优点是每个机器人都可以兼顾到各种行为,完成各种行为的功能，同时控制意义明确利于