新的动态环境中目标跟踪和避障的控制方法

针对传感器范围有限的质点移动机器人,提出了一种新的被动式目标跟踪控制方法,使其能在动态变化的环境中有效地避开静止和运动的障碍物。建立了多目标控制问题模型,为环境中的每一个目标生成人工势场,在此基础上设计生成综合控制量。与标准的势场法不同的是:提出的综合势场法是时变的,而且有效地考虑了非静止障碍物和机器人的运动。其基本条件和主要特性均由严格的李亚普洛夫方法导出和证明。仿真实例介绍了该方法的设计过程,通过实验证明了其有效性。

独轮移动机器人被动式避障和目标跟踪控制仿真实验

为了使移动机器人能在动态环境中安全地运动并探索周围的情况,针对动态变化的环境中,传感器范围有限的一类非完整系统-独轮移动机器人,提出了一种新的被动式目标跟踪控制方法,使其能在动态变化的环境中有效地避免静止和运动的障碍物。文中在极坐标下,考虑了移动机器人和障碍物的相对运动,首次将极坐标变换与李雅普诺夫分析方法结合起来,提出一种解决独轮机器人的位置跟踪和避障问题的方便实用的被动式控制算法;更重要的是,所提出的方法考虑了运动控制的饱和约束。通过仿真实验证明了提出的独轮机器人多目标控制的李亚普洛夫设计的有效性,为进一步研究多移动机器人或具更复杂的非完整约束机器人的多目标控制奠定了基础。

一种新的移动机器人组的多目标控制仿真实验

为了实现具有编队运动和避障能力的分布式自治系统,针对协同的轮式移动机器人组提出了一种非线性控制方法,使得其在动态变化环境中能编队运动,避开静态和动态障碍物,并有效地跟踪虚拟领航机器人。首先,建立了多目标控制问题模型,然后为环境中的每一个物体生成人工势场,在此基础上设计生成综合控制量。此方法系统地综合考虑了协同运动、虚拟领航者跟踪、避障和振荡抑制等多目标的实现。采用李亚普洛夫方法对所需的基本条件和主要特性进行了严格地证明和推导。所提出的控制基于势场法,提高了机器人组的瞬态性能,并解决了其固有的振荡问题。仿真研究表明,该方法保证了移动机器人组在动态环境中能有效地实现协同运动、虚拟领航者跟踪、避障和振荡抑制等多目标任务。