多机器人协同控制与编队方法研究

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编队问题进行了研究，目的是探索一种通用、有效的编队控制领域的研究策略和研究方法，并给出了一
种编队控制方法，通过仿真实验对控制算法的可行性及稳定性进行了研究和验证，在多机器人环境下完
ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｎｄａｖｅｉｒｉｆｅｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｙｔｏｆｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｉｒｔｈｍｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔ．Ａｎｄｔｈｅ
ｇｅｎｅｒａｌ，ｅｆｅｃｔｉｖｅｒｅｓｅｒｃａｈｓｔｒａｔｅｇｉｅｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｒｏｔｌｉｅｆｌｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｕｌｔｉ — ｒｏｂｏｔＣｏｏｐｅｒａｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌ
ａｎｄＦｏｒｍａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ
ＷＡＮＧＷｅｎ．ｍｉｎｇ，ＺＨ０ＵＳｈｕａｉ（ＳｃｈｏｏｌｆＣｏｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，ＢｅｊｉｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｊｉｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ｒｏｂｏｔ；ｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｎｒｏｔｌ；ｓｉｍｕｌａｉｏｔｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｒｅａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；Ｐｌａｙｅｒ／Ｓａｇｔｅ；Ｐｉｏｎｅｅｒ３－ＡＴ
２０１４年第０６期
ｄｏｉ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１６７１－１１２２２０１４０６０１１
多机器人协同控制与编队方法研究
王文明，周帅
（北京理工大学计算机学院，北京１０００８１）摘要：随着多机器人系统的研究和发展，其协同控制问题成为核心研究问题。文章针对多机器人
成了实体机器人实验，收到良好效果。
关键词：多机器人；队形控制；仿真实验；实体实验百度文库Ｐｌａｙｅｒ／Ｓｔａｇｅ；Ｐｉｏｎｅｅｒ３－ＡＴ
中图分类号：ＴＰ３０９文献标识码：Ａ文章编号：１６７１ — １１２２（２０１４）０６ — ００５９ — ０８
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｂｌｅｍｈａｓｂｅｃｏｍｅａｃｏｒｅｉｓｓｕｅｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｍｕｌｔｉｒｏｂｏｔｆｏｒｍａｉｏｔｎｐｒｏｂｌｅｍｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｉｓｔｏｅｘｐｌｏｒｅａｋｉｎｄｏｆ
ｒｅａｌｒｏｂｏｔｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｈａｓｂｅｅｎｉｎｉｆｓｈｅｄｉｎｍｕｌｔｉｒｏｂｏｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｒｅｃｅｉｖｅｄｇｏｏｄｒｅｓｕｌｔｓ．
０引言
在多机器人研究领域中，编队控制主要研究机器人间的协作问题。该项研究日益成为多机器人研究领域的热门科目，在实际应用方面有着强烈的需求和广阔的应用前景。在军事侦察、搜寻、空间探索、排雷排爆、编队飞行、战斗机器人等领域的应用正在趋于成熟。特别是在任务复杂、环境多变的状况下，多机器人编队工作会大大强于单个机器人，例如在深海搜索目标方面有待于进一步研究，以及应用水下多机器人编队协作问题。在日常工作和学习中，人们经常提倡团队精神，这种团队精神就是指团队协作、互相帮助。在自然界中，人们也观察到一些动物群居、编队行进等状态，这种状态往往呈现出一定的位置关系。研究发现，这种位置关系将有助于动物的生存、捕食、抵御外来攻击等，而多机器人编队控制的思想正是来源于此。多机器人编队控制技术是指多个机器人群体在向特定目标或者特定方向运动的过程中，相互之间保持预定的几何形态，如四边形、三角形、直线等队形，同时又要适应环境约束的控制技术。经过几十年的发展，多机器人系统在理论和实践方面都取得了较大的进步，也建立了一些适用于多机器人系统研究学习的仿真系统。队形控制问题已经成为了多机器人系统的热点研究问题，在大部分环境下’通过合适的编队控制能提高系