一种改进RRT的多机器人编队路径规划算法

多机器人路径规划是机器人领域的一个热点问题,相比于单机器人路径规划,其算法难度和复杂度都有所增加,在规划时需要兼顾多机避障、相互协作等难点问题.本文提出一种改进快速扩展随机树的多机器人编队路径规划算法,用于解决多机器人在复杂环境下的编队路径规划问题.针对多机器人在编队规划中的位置约束问题,定义机器人之间的领航-跟随结构,并对机器人队形建模.针对规划过程中编队朝向变化问题,建立搜索树扩展方向与队形方向之间的联系,通过调整队形方向改变规划时的编队朝向.针对具有质点模型和非完整约束动力学模型两种不同模型的多机器人系统,分别进行了仿真实验.仿真结果表明该算法在处理多机器人编队路径规划问题时可以取得良好的效果.     

一种基于跟随领航法的多机器人的编队及避障控制方法

主要针对未知环境下多移动机器人的编队及避障问题，设计了基于跟随领航的编队及避障控制算法，使多机器人能保持一定的编队队形且无碰撞，并能使机器人在未知的局部障碍环境下也能够安全躲避障碍物，在通过障碍物之后依然能恢复之前的编队队形。对多机器人系统设计并进行仿真实验，实验结果表明，该方法对于实现多移动机器人的编队和避障控制具有良好的效果。     

无人机编队管理的研究综述

多个无人机(UAV)组成编队执行协同探测、侦察、作战等任务的整体性能相比单个UAV会有很大程度的提高。将UAV编队执行任务的生命周期分为编队形成、编队向任务区域飞行、编队向任务区域飞行过程中动态调整队形、编队进入任务区域执行任务并动态调整队形、编队返回、编队解散6个阶段,并归结为编队集结、编队保持和编队重构3个关键技术问题。对它们的研究现状进行了分析和总结,并对未来的发展方向和研究挑战进行了展望。     

紫外光通信协作编队无人机联盟围捕算法

编队无人机对目标无人机进行围捕是多无人机战场作战中重要且典型的任务之一，本文将无线紫外光通信技术与围捕算法结合，提出了一种紫外光通信协作编队无人机联盟围捕算法。该算法借助无线紫外光辅助无人机编队机间数据保密传输和非直视通信，将联盟生成算法与区域最小化策略进行融合，采用动态规划法对最优联盟结构进行求解，使用区域最小化策略对目标无人机实施空中围捕，完成在复杂场景中无人机编队高效围捕多目标任务。对区域最小化策略和本文提出的紫外光协作编队无人机联盟围捕算法进行了仿真对比，实验结果表明：所提出的紫外光协作编队无人机联盟围捕算法在无人机编队围捕多目标过程中平均降低了12.73%的能耗，算法迭代次数平均降低了27.49%，验证了该算法能耗少、围捕效率高的性能。     

基于简化虚拟受力模型的未知复杂环境下群机器人围捕

针对未知非凸和凸以及动态障碍物环境下群机器人围捕,提出了一种基于简化虚拟受力模型的循障和围捕方法.首先给出了目标和动态障碍物的运动模型.然后通过对复杂环境下围捕行为的分解,抽象出简化虚拟受力模型.基于此模型,设计了个体循障和围捕方法,接着证明了系统的稳定性并给出了参数设置范围.仿真结果表明,本文围捕方法可以使群机器人在未知复杂环境下保持较好的围捕队形,并具有良好的避障性能和灵活性,同时分析了与基于松散偏好规则的围捕方法相比的优势.     

基于联合投标的多目标机器人围捕

针对多目标机器人围捕任务中的任务分配问题,提出了围捕机器人联合投标的拍卖方法,该方法考虑围捕机器人组合对任务的适应程度,机器人联合形成小组作为一个整体给任务投标,并针对组合过多,计算量大,通信量大的问题对该方法进行改进。最后在MuRoS仿真平台上对目标机器人为3个,围捕机器人为9个的情况进行了仿真实验,仿真结果显示联合投标用于任务分配是可行的。     

四旋翼运输编队的环形耦合同步控制器设计

无人机编队协同运输时,外界干扰可能使无人机运动不同步、破坏队形、损坏运输物品.针对这一问题,提出一种优先保持队形稳定的无人机编队控制方法.首先,使用虚拟结构编队飞行策略,设计单个四旋翼的比例微分控制器(PD控制器),然后添加整个编队的环形耦合同步控制器.用仿真验证了该方法的有效性,与已有的虚拟状态估计控制方法相比,该方法在受到干扰后回归队形的时间更短,队形破坏程度更小.同时该方法还可以进一步使偏航角同步响应.     

非完整机器人Leader-Follower编队控制器设计

编队控制是多机器人协作的最重要的研究领域,其目的是控制组中的机器人的相对位置和方向,让机器人移动作为一个整体.Le-ader-follower策略已经广泛地应用到多机器人系统编队控制中.文中涉及了非完整移动机器人leader-follower编队控制问题,然后描述了基于leader-follower策略的控制方法,最后...     

基于动态预测目标轨迹和围捕点的多机器人围捕算法

为使围捕机器人快速地围捕移动目标,提出了一种基于动态预测目标轨迹和围捕点的多机器人围捕算法.随着目标的移动,动态更新采样点,用多项式拟合预测短期内目标可能到达的位置,并建立目标的安全域以禁止围捕机器人进入,从而避免目标主动逃逸.采用协商法为各机器人分配合适的期望围捕点,各机器人采用多侦查蚁协作算法迅速前往期望围捕点从而...     

基于DSP的无人机编队视频跟踪技术

无人机编队飞行可协同完成任务,比单机执行任务效率更高。队形控制是实现编队飞行的关键技术之一。视觉跟踪技术能从视频序列中获得感兴趣目标的状态参数,故在编队中可以利用视觉信息进行目标检测与跟踪来确定邻机方位及距离信息,从而实现队形控制。首先利用视觉传感器获取无人机的运动图像,然后基于DSP采用KLT算法,计算出无人机在图像上的相对位移,实现无人机的跟踪。实验证明,跟踪结果准确性较高,满足实际应用的精度要求,可用于无人机编队稳定跟踪,为进一步解决无人机相对定位问题提供位移信息。