基于状态切换的分布式多机器人编队控制

摘要

人工势场方法、虚拟结构方法、领导跟随方法、基于行为的方法等传统多移动机器人编队控制算法,都只在编队控制的某个环节有较好的效果,并没有有效解决编队组建、行进、变换、避障等一系列完整动作.针对上述算法的优缺点及适应情形,应用切换系统的思想,提出了基于状态切换的分布式多机器人编队控制算法.设计了基于复合信息的状态切换触发机制,通过机器人自身状态和周围环境适时触发切换机制,合理选择编队控制的一种或多种算法;提出了基于超宽带(UWB)测距的队形反馈机制,利用UWB数据结构简单、便于在微型移动机器人上进行处理的特点,实时完成对整个编队队形的保持和反馈,同时提出分布式状态估计算法,为触发机制提供机器人的运行状态.通过搭建多移动机器人平台,将所提策略应用到实际机器人编队控制中,验证了算法的有效性和稳定性.