控制与决策

作者：常路,单梁,戴跃伟,戚志东

单位：南京理工大学 自动化学院, 南京 210094,,南京理工大学 自动化学院, 南京 210094,,南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京 210044,,南京理工大学 自动化学院, 南京 210094,

关键词：移动机器人;路径规划;动态窗口法;编队控制;领航-跟随法;基于行为法

基金：江苏省自然科学基金面上项目(BK20191286)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(30920021139).

针对多机器人系统在未知环境下难以有效避障和保持队形的问题,在改进动态窗口法(DWA)的基础上,提出一种领航-跟随法与行为法相结合的多机器人编队控制算法.首先,通过修正速度窗口和3个现有评价函数,并添加两个新的评价函数改进DWA算法,增加速度的采样范围,提高优秀轨迹的评分,并增强机器人朝目标导航和未知环境下的全局搜索能力;然后,对周围环境和编队状态实时检测,为各机器人设计不同的行为(包括导航,避障,跟踪和等待)及其选择方式,兼顾编队避障及队形保持;接着,基于改进DWA和社会力模型(SFM)设计行为控制策略,在未知环境下使领航者能够规划适合整体编队运行的路径,跟随者能够根据编队的不同状态自适应地切换跟随方式;最后,基于Matlab和V-REP进行一系列仿真,结果表明在未知环境下,所提出的改进DWA能够显著提高机器人的通行效率和全局搜索能力,编队控制算法能够实现队形稳定保持、灵活避障与变换.

来源：2022年第10期

《控制与决策》期刊编辑部

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