多移动机器人避障编队控制

１ 引言
就 目前 的技术 水平 而 言 ， 机 器人 系统 在信 息获 取 与 单 处理能力等方面都是 有 限 的， 于复 杂的工 作 、 对 任务及 多变 的工作环境 ， 单机 器人 的能力更显不 足。于是人们 考虑研究 多机 器人的协调与合 作来 完成单 机器 人无 法或 难 以完 成 的 工作 。多机器人系统 比单机器人具 有更强 的优越性 ， 如并行 性、 柔性和鲁棒 性等 。在 军事 应用 方 面 ， 过多 机器人 协作 通 可以更有效地完成安 全巡 逻 、 区域 侦察 、 测 以及协 同打击 探 等 战术任务。 编 队控 制是一 个具有 典型性 和通 用性 的多机器人 协作
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摘 要： 研究 多移 动机器人避 障优化设计 ， 针对 多移动机器人在 障碍物环境下 的编 队控制问题 ， 为了保持整体合理避 障和控制 系统 的稳定 性和 安全性 ， 出一种多 机器人避障编 队控制策 略。首先 获得多移 动机器人编 队的队形结构模 型 ， 提 结合多 机器 人完成避 障编队任务 的问题描述 ； 在此基础上引入导航 函数采用 一种避障编 队控 制算法 ， 使移 动机器人能 以设 定 的队形运 动 到 目标点 ， 可保证 编队运动过程 中未与 障碍物发生碰撞 。进行仿 真的结果证 明 ， 提算法解 决了多机器人 编队与避 障问 所 题， 并保证 了闭环系统 的稳定性与安全性 ， 验证 了设计方法 的有效性 。 关键 词 ： 多移 动机器人 ； 导航 函数 ； 编队控制 ； 障 避
第２ 卷 第９ ８ 期
文章编号 ：０ ６ ９ ４ （ ０ １ ０ — ２ ５ ０ １０ — ３ ８ ２ １ ）９ ０ １ —
真
２１年９ ０１ 月
多 移 动 机 器 人 避 障 编 队 控 制
杨甜 甜 ， 治 宝 ， 苏 刘 进 ， 孟 红
（ 国兵 器 科 学 研 究 院 ， 京 １０ ８ 中 北 ００ ９）
描述分析 。文献 ［ ］ 于势 函数 提 出了一种 编队控制 方法 ， ７基
并 对 编 队 队形 的 稳 定 性 进 行 了分 析 。文 献 ［ ］ 合 虚 结 构 法 ８综
问题 ， 于 多 机 器 人 的 编 队 控 制 国 内外 的 学 者 作 了 大 量 的研 关
性。文献 ［ ］ ６ 讨论 了基于行为 的队形保持 和变换方 法。机器 人的输出行为 由许多反应式行为构成 ， 属于 一种完全分 布式
控 制 策 略 。该 方 法 环 境 适 应 能 力 强 ， 不 易 于 用 数 学 模 型 来 但
中 图分 类 号 ：Ｐ ４ Ｔ ２２ 文 献 标 识 码 ： Ａ
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