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多移动机器人的领航-跟随编队避障控制 预览 被引量:5

Piloting-following formation and obstacle avoidance control of multiple mobile robots
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摘要 针对多移动机器人的编队控制问题,提出了一种结合Polar Histogram避障法的领航-跟随协调编队控制算法。该算法在领航-跟随l-φ编队控制结构的基础上引入虚拟跟随机器人,将编队控制转化为跟随机器人对虚拟跟随机器人的轨迹跟踪控制。结合移动机器人自身传感器技术,在简单甚至复杂的环境下为机器人提供相应的路径运动策略,实现实时导航的目的。以两轮差动Qbot移动机器人为研究对象,搭建半实物仿真平台,进行仿真实验。仿真结果表明:该方法可以有效地实现多移动机器人协调编队和避障控制。 In this paper, we propose a piloting-follower coordination formation control algorithm accompanied with a polar histogram obstacle avoidance method; we suggest here that this combined approach addresses the formation control defects that occur when multiple mobile robots must work in unison. Based on the piloting-following forma- tion control structure, we introduce a virtual following robot, thus converting formation control into trajectory track- ing control conducted by the robots that follow the virtual following robot. Using the sensing technology of the mobile robot itself, we achieved real-time navigation of corresponding paths in both simple and complicated environments. By using the two-wheel differential Qbot mobile robot as our research object, we constructed a semi-physical simu- lation platform for our simulation experiments. Simulation results showed that our method was able to effectively a- chieve coordination formation and obstacle avoidance control of multiple robots.
作者 罗京 刘成林 刘飞 LUO Jing, LIU Chenglin, LIU Fei ( Key Iaboratory of Advanced Process Control for Light Industry(Ministry of Education), Jiangnan University, Wuxi 214122, China)
出处 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期202-212,共11页 CAAL Transactions on Intelligent Systems
基金 国家自然科学基金项目(61473138,61104092,61134007) 江苏省自然科学基金项目(BK20151130).
关键词 多移动机器人 领航-跟随 编队控制 避障 muhiple mobile robots piloting-following coordination control formation control obstacle avoidance
作者简介 罗京,男,1989年生,硕士研究生,主要研究方向为多自主体系统的编队控制研究。 刘成林,男,1981年,副教授,硕士生导师,主要研究方向为多自主体系统协调控制,主持国家自然科学基金面上项目和江苏省自然科学基金面上项目各1项,发表学术论文多篇,其中被SCI检索20余篇。通信作者:刘成林.E-mail:liucl@jiangnan.edu.cn. 刘飞,男,1965年,教授,博士生导师,主要研究领域为先进控制理论与应用,过程监控,主持国家“863”、国家自然科学基金等省部以上课题12项,企业技术开发20余项,完成省部鉴定科技成果8项,获省部及行业协会科技奖5项,申请/获得专利及软件著作权8项,被SCI/EI检索论文100余篇。
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