[发明专利]一种保持多机器人队列巡逻一致性的方法

说明书

本发明属于移动机器人技术领域，具体涉及一种保持多机器人队列巡逻一致性的方法，包括步骤：Step1:确定队形，即确定各个机器人的相对位置关系；选择队形的中心为笛卡尔坐标系的原点，记录机器人在该坐标下的坐标；Step2:生成虚拟领航者，以step1中队形的中心为虚拟领航者的位置；step3；队形运动，向虚拟领航者发送运动控制指令。本方案根据队形生成虚拟领航者，并根据机器人运动模型更新虚拟领航者的位姿状态，保证了领航者不会受外界干扰，从而提升多机器人巡逻系统的稳定性；将队形看作刚体并实时更新保证了机器人队形运动的一致性。

技术领域

本发明属于移动机器人技术领域，具体涉及一种保持多机器人队列巡逻一致性的方法。

背景技术

多机器人编队是典型的多机器人系统协作课题，要求从系统的角度探讨机器人群体的合作行为、信息交互及进化机制等。随着多机器人学的发展，目前多机器人编队控制已成为一个广受关注的问题。

现有技术中常见的有跟随领航者法：即选定其中一个机器人作为领航者，其它机器人通过跟踪领航者的状态来控制自身运动来使整个系统实现特定任务现有技术的缺点：跟随领航者法实现简单，然而一旦领航者出现问题，则整个多机器人系统瘫痪，系统稳定性差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术缺陷，本发明提出了一种保持多机器人队列巡逻一致性的方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种保持多机器人队列巡逻一致性的方法，包括步骤：

Step1:确定队形，获取各个机器人的位置关系；并以队形的中心为坐标原点；

Step2:生成虚拟领航者，以step1中队形的中心为虚拟领航者的位置，记为R₀；

step3；队形运动，向虚拟领航者发送运动控制指令。

进一步地，所述step3进一步包括：向虚拟领航者发送运动控制指令，控制量为u_t，并根据运动模型更新虚拟领航者位姿状态x_t，运动模型如下：

x_t＝f(u_t,x_t-1)

式中，x_t＝[x,y,θ]^T，下标t为时刻，T表示转置，(x,y)为虚拟领航者世界坐标，θ为虚拟领航者朝向角。

进一步地，其他机器人基于跟踪虚拟领航者的位姿，来确定自己的目标位姿。

进一步地，所述其他机器人基于跟踪虚拟领航者的位姿，来确定自己的目标坐标具体包括：机器人R_i的目标位姿为[x+△x_i,y+△y_i,θ]^T，

其中，i＝1,2,...,n，n为机器人总数，(△x_i,△y_i)为机器人R_i相对于队形中心的坐标，T表示转置。

进一步地，所述step3进一步包括：控制机器人在指定的时间内运动到目标位姿。

一种计算机程序，其包括一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令在执行时实现所述的保持多机器人队列巡逻一致性的方法。

还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的保持多机器人队列巡逻一致性的方法的步骤。

还涉及一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的保持多机器人队列巡逻一致性的方法的步骤。