[发明专利]一种无人系统分布式一致性编队控制方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术领域中的机器人编队控制技术，特别是涉及一种无人系统分布式一致性编队控制方法及其系统。

背景技术

近年来，随着计算机技术和无线通信技术的发展，多机器人协调合作已成为可能，而且得到了广泛的应用。多个机器人协调合作可以完成单一机器人难以完成的任务。其中编队问题是多机器人协调合作中的一个典型性的问题，所谓的编队控制是指多个机器人在到达目的地的过程中，保持某种队形，同时又要适应环境约束的控制技术。

多机器人的编队控制是目前国内外研究的热门课题，也是研究其他协调合作问题的基础。通常协调是为了解决机器人之间的冲突和矛盾。对于自主移动机器人编队问题来说，冲突主要就是碰撞，也就是说在同一时刻多个机器人不能处于同一位置。协作是指机器人通过一种机制合作完成一项任务，对于自主移动机器人编队问题来说合作就是保持队形，在各时刻各机器人的位置满足一种数学关系。对于机器人系统而言，多机器人之间保持一定的队形具有许多优点，比如，空间结构中特定队形的实现可以充分有效地利用多移动机器人完成任务，缩短执行任务的时间，降低系统的成本，提高系统的工作效率，能充分获取当前的环境信息，在对抗性环境中能增强抵抗外界进攻的能力，并且能够提高鲁棒性等。

编队控制在军事、娱乐、生产等各个领域有广泛的应用，尤其是在军事领域有着广泛的应用，例如航天器、无人机的编队飞行、自主水下航行器的编队航行。因此，实现一个合理、有效的编队控制方法将具有重要的理论及现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人系统分布式一致性编队控制方法及其系统，用于实现无人编队的协同控制。

为了实现上述目的，本发明提供了一种无人系统分布式一致性编队控制方法，其特征在于，包括：

步骤1，为每个节点设置一个初始状态；

步骤2，根据需要的编队队形和每个节点的初始状态，得到每个节点相对于头节点的相对位置矩阵；

步骤3，设置每个节点的通信功率，使其只能与邻居节点通信；

步骤4，调整节点编队中的所有节点的位置；

步骤5，根据每个节点的头节点位置以及相对位置矩阵，得到每个节点最终需要的位置。

所述的编队控制方法，其中，所述步骤2中，包括：以如下公式表示N个节点中每个节点相对于头节点的相对位置矩阵：

Si,j=Xj-Xi=xj-xiyj-yizj-ziηj-ηi]]>