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第卷第期机器人...
年月,
文章编号:
基于流函数的多移动机器人控制模型
卢骏,关治洪,王华
.华中科技大学非线性与复杂系统研究中心,湖北武汉;
.波士顿大学宇航与机械工程系,渡士顿美国
摘要:利用流函数解决单个移动机器人的避障问题,并提出了基于流函数和单一连接规则的、采用虚拟—

简单,更灵活;而虚拟的引入,使机器人群在避障过程中不会发生分离,并能够很好地解决类似于机器人掉队
的问题,提高了系统的稳定性,.
关键词:流函数;多移动机器人;;单一连接;虚拟;二叉树
中图分类号: 文献标识码:

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引言的运动控制问题通常被分为两个子问
题⋯.一是路径规划和导航避障问题,即单个机器人
近年来,多移动机器人协调控制问题逐渐成为
如何在从位置到位置的运动中以某种有效的方
,多移动机器人.

,如某种队形运动.
昆虫、鸟群、鱼群等,它们自然地组织,在运动中达到本文首先利用流函数解决了单个移动机器人的
;然后,在此基础上,借鉴前人提出的基于
点:相互之间、与障碍物之间不会发生动态连接规则的多移动机器人算法,提出
碰撞;以某种队形运动;可能会有其他了基于单一连接,规则的有

果对于由自治的组成的工程系统是非常有价构简化了机器人间的相互联系,使得整个群易于控
值的,如军用或民用无人驾驶飞机群的控制、,使整个机器人群在避障的
星的调度、舰队编队、大规模可移动传感设备的网络过程中不会发生分离,并能够很好地解决类似于机
分布等. 器人掉队的问题,提高了系统的稳定性,增强了系统
收稿日期:——
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第卷第期卢骏等: 基于流函数的多移动机器人控制模型
的应变能力. ,则复势为:
为了简化,本文只考虑二维的情况,障碍物均假

,每个机器人的传感器都为前向传感
器,,很又有复速度为; —.作为简化,假设
好地验证了该控制模型. ,在原点,,则有:
基于流函数的单个移动机器人的避障一等一
又设机器人的坐标为, ,则有:
一一圳
目前,对于单个移动机器人导航避障问题的研。
。

究已经非常成熟,代表性的方法是人工势场法,但它

的方法,通过借鉴流体力学概念建立势场区域,能够其中:/一一.
很好地避免局部最小的问题. 描述机器人沿流线的运动,通过模仿流体的
. 流函数理论基础绕流运动从而实现避障.
流函数是流体力学的概念