[发明专利]一种领航者可变的多机器人编队控制方法

权利要求书

1.一种领航者可变的多机器人编队控制方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤一：多机器人编队服务器通过设置的目标点1保持编队队形行进，行进过程中，多机器人编队服务器向领航者机器人发送行进指令，领航者机器人开启导航避障，跟随者机器人通过接收领航者机器人的运动控制指令保持行进；

步骤二：行进过程中，多机器人编队服务器检测到特殊紧急情况或收到必要命令，目标点由目标点1修改为目标点2，多机器人编队服务器进入判断阶段，判断是否需要切换领航者机器人；

若需要切换领航者机器人，则进入步骤三；

若继续保持当前领航者机器人，则进入步骤四；

步骤三：多机器人编队服务器指定新的领航者机器人，调整其余机器人为跟随者机器人，形成一个新的领航跟随关系，按照新的领航者编队队形向目标点行进；

步骤四：多机器人编队服务器控制按照原有编队队形向目标点行进，当多机器人编队服务器检测到领航者机器人的位置信息已经到达目标点位置后，控制中心发布速度控制指令，将所有机器人速度设为0，至此编队完成。

2.根据权利要求1所述的一种领航者可变的多机器人编队控制方法,其特征在于，步骤二中，多机器人编队服务器中对切换领航者机器人的判断如下:

将领航者机器人朝着原目标的运动位置与新目标点的位置进行比较；

当朝着新目标点前进的领航者机器人需要改变的运动方向大于45°，则多机器人编队服务器需要重新选定领航者机器人；

否则，则无需对领航者机器人进行调整。

3.根据权利要求1所述的一种领航者可变的多机器人编队控制方法,其特征在于，步骤二中，多机器人编队服务器中对切换领航者机器人的判断如下:

多机器人编队服务器计算编队中所有机器人位置与新目标点位置的直线距离，当有一跟随者机器人与新目标点间的距离小于领航者机器人与新目标点的距离，设定新目标点为S2，领航者机器人为R1，其中一个距离新目标点较近的跟随者机器人为R2；

领航者机器人R1与新目标点的直线距离L1＝S2-R1；

跟随者机器人R2与新目标点的直线距离L2＝S2-R2；

当L1与L2的差值超过15m，则多机器人编队服务器判定需要重新选定领航者机器人；

否则，则无需对领航者机器人进行调整。

4.根据权利要求1所述的一种领航者可变的多机器人编队控制方法,其特征在于，步骤三中，多机器人编队服务器中对新的领航者机器人的确定方式为：

选取所有机器人中与新目标点之间的距离最近的机器人为领航者机器人。

5.根据权利要求1所述的一种领航者可变的多机器人编队控制方法,其特征在于，步骤三中，多机器人编队服务器中对新的领航者机器人的确定方式为：

当有多个机器人与新目标点之间的距离误差在0-3m内，按照少改变原先队形中的编队跟随关系，保持较为稳定的编队状态来指定新的领航者机器人。

6.根据权利要求1所述的一种领航者可变的多机器人编队控制方法,其特征在于，步骤三中，切换领航者机器人采用一键切换的编队控制方法，包括如下步骤：

W1：多机器人编队服务器指定新的领航者机器人，即原其中一个跟随者变新的领航者机器人；

W2：修改新领航者机器人的.bashrc文件，将其中的MASTER_URI更改为其自身本地的ip地址；

W3：将新领航者机器人的ip地址广播至其余各个机器人；

W4：改原领航者机器人的.bashrc文件，将其中的MASTER_URI更改为新领航者机器人的ip地址；

W5：继续运行多机器人编队服务器的编队控制程序。

7.根据权利要求6所述的一种领航者可变的多机器人编队控制方法,其特征在于，一键切换的编队控制方法是基于机器人操作系统ROS的分布式节点框架体系，利用ROS中的多机通信机制实现多机器人的通信。

8.根据权利要求7所述的一种领航者可变的多机器人编队控制方法,其特征在于，一键切换的编队控制方法在完成多机通信机制后，再对多机器人进行多机时间同步设置，使多机机器人达到时间同步。