基于路径参数一致的水下机器人编队与避障控制

面向大范围、自主化的水下协同作业任务,研究了基于路径参数一致的水下机器人编队与避障控制问题。首先,构建基于虚拟结构的机器人编队误差模型,将路径引导下的编队控制解耦为路径跟踪控制与路径参数同步。其次,考虑机器人与虚拟参考点之间的路径跟踪控制,设计基于位置和速度误差反馈的个体跟踪控制律;考虑状态信息非全局已知的路径参数同步,设计基于路径参数一致的编队控制律;进一步考虑障碍物约束,利用人工势函数设计基于速度修正的避障控制律,实现机器人编队与避障控制。仿真结果表明,编队系统能够以期望队形跟踪给定参数化路径,且能够对障碍物进行有效规避。