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专利号: 2024117367685
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于混合测量的群机器人编队控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:将群机器人中配备激光雷达的三个机器人分别作为一个主领导者和两个从领导者,其余机器人作为跟随者,构建以主领导者为根节点的通信拓扑图;

步骤2:以主领导者的坐标作为原点建立全局坐标系,并通过主领导者的激光雷达获取环境地图;

步骤3:通过从领导者的激光雷达获取点云,并基于环境地图获取从领导者的在全局坐标系中的坐标;

步骤4:根据环境地图、从领导者坐标以及通信拓扑图、编队的标称队形以及仿射编队的应力系数,获取主领导者和从领导者各自的期望位置;

步骤5:主领导者和从领导者基于优化后的领导者的控制律实时跟踪各自的期望位置,其中,优化后的领导者的控制律为:;

式中,、、、为控制增益;为领导者的实际位置;为时变函数;为t时刻的目标队形;为应力系数;为编队中的领导者;

步骤6:获取当前跟随者相邻机器人的仿射变换矩阵,并估计当前跟随者的仿射变换矩阵;根据估计的仿射变换矩阵与相邻机器人在标称构型中的位置差计算当前跟随者与相邻机器人的理想距离;

步骤7:获取当前跟随者自身坐标系下相邻机器人的相对位置,并基于跟随者编队控制率根据理想距离调节当前跟随者与相邻机器人之间的实时距离,实现队形控制。

2.如权利要求1所述的基于混合测量的群机器人编队控制方法,其特征在于,所述步骤4、5中的期望位置为:;

式中,为仿射变换矩阵,;为平移矩阵,;为领导者机器人节点的标称位置。

3.如权利要求1所述的基于混合测量的群机器人编队控制方法,其特征在于,所述步骤6中,基于预设时间收敛的一致性算法估计当前跟随者的仿射变换矩阵。

4.如权利要求3所述的基于混合测量的群机器人编队控制方法,其特征在于,所述估计的具体公式为:;

式中,为矩阵的第列元素,;是当前跟随者的相邻机器人的集合;是当前跟随者与相邻机器人之间连接的权重;、为控制增益;为时变函数;为收敛得到的真实值;。

5.如权利要求1所述的基于混合测量的群机器人编队控制方法,其特征在于,所述步骤7中跟随者编队控制率为:;

式中,为正控制增益,;;;为跟随者与相邻机器人之间的距离误差,;为正负号函数;为机器人之间距离误差的平方差;为跟随者的坐标;为相邻机器人的坐标;为两个相邻机器人之间的实际距离;为两个相邻机器人之间的理想距离;为机器人之间的距离误差上下限。