[发明专利]一种多机器人在安全通信下的编队控制方法在审
申请号: | 202210136056.4 | 申请日: | 2022-02-15 |
公开(公告)号: | CN114489084A | 公开(公告)日: | 2022-05-13 |
发明(设计)人: | 杨怡泽;杨洪勇;刘飞;刘莉;崔光海 | 申请(专利权)人: | 鲁东大学 |
主分类号: | G05D1/02 | 分类号: | G05D1/02 |
代理公司: | 烟台上禾知识产权代理事务所(普通合伙) 37234 | 代理人: | 苏红红 |
地址: | 264000 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 机器人 安全 通信 编队 控制 方法 | ||
1.一种多机器人在安全通信下的编队控制方法,每个机器人上搭载有距离传感器和通信模块,该编队控制方法包括:
步骤1:构建多机器人系统模型和安全通信的控制策略,初始化机器人的位置信息,根据机器人的初始位置确定机器人的目标位置;
步骤2:在控制策略下的控制下,每个机器人将自己的加密位置信息发送给动态变化的相邻机器人;
步骤3:每个机器人接收到来自不同的动态变化的相邻机器人的加密位置信息后,基于该加密位置信息计算自己的下一时刻的位置信息,同时将计算获得的自己的下一时刻的位置信息经加密后发送动态变化的相邻机器人;
步骤4:重复步骤2-3,每个机器人的最终运动轨迹收敛至同一目标点。
2.根据权利要求1所述的一种多机器人在安全通信下的编队控制方法,其中:所述多机器人系统模型是:
其中,xi代表机器人i的位置信息;代表机器人i的速度;ui代表机器人i的控制策略;I表示机器人集合,I={1,2,…,n};
所述安全通信的控制策略是:
其中,di表示机器人i与其所有相邻机器人的连接权重之和,aij表示机器人i与机器人j之间的连接权重,是机器人i在时刻t要发送的加密位置信息,是相邻机器人j在时刻t要发送的加密位置信息;j∈Ni表示机器人j是机器人j能够直接通信的相邻机器人。
3.根据权利要求1所述的一种多机器人在安全通信下的编队控制方法,其中:所述根据机器人的初始位置确定机器人的目标位置的方法包括:基于每个机器人运动轨迹期望值的收敛要求,多个机器人的初始位置的均值为多个机器人的目标位置。
4.根据权利要求2所述的一种多机器人在安全通信下的编队控制方法,其中:所述每个机器人将自己的加密位置信息发送给动态变化的相邻机器人的方法是:
所述每个机器人首先基于自身初始位置信息xi(0)找出相邻位置信息x′i(0),该相邻位置信息x′i(0)满足其与初始位置信息xi(0)之间的最大差值Δf=b*ε,其中b是预设的服从参数值,ε是大于0的预设参数值,然后分别为初始位置信息xi(0)和相邻位置信息x′i(0)加入包含服从参数μ=0和的拉普拉斯噪声wi(t),分别生成要发送的加密位置信息和加密位置信息即
最后,所述每个机器人基于所述控制策略将所生成的加密位置信息和加密位置信息随机性任选其一发送给它的相邻机器人。
5.根据权利要求4所述的一种多机器人在安全通信下的编队控制方法,其中:所述步骤3的具体实现方法包括:
每个机器人使用所接到相邻机器人发来的加密位置信息或者计算自己在下一时刻的位置信息xi(t),找出相邻位置信息x′i(t),该相邻位置信息x′i(t)满足其与所述位置信息xi(t)之间的最大差值Δf=b*ε,其中b是预设的服从参数值,ε是大于0的预设参数值,然后分别为所述位置信息xi(t)和所述相邻位置信息x′i(t)加入含服从参数μ=0和的拉普拉斯噪声wi(t),分别生成要发送的加密位置信息和加密位置信息即
最后,所述每个机器人基于所述控制策略将所生成的加密位置信息和加密位置信息随机性任选其一发送给它的相邻机器人。
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