未知环境下基于改进DWA的多机器人编队控制

作     者：常路 单梁 戴跃伟 戚志东 CHANG Lu;SHAN Liang;DAI Yue-wei;QI Zhi-dong

作者机构：南京理工大学自动化学院南京210094 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 

基　　金：江苏省自然科学基金面上项目(BK20191286) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(30920021139) 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2022年第37卷第10期

页      码：2524-2534页

摘      要：针对多机器人系统在未知环境下难以有效避障和保持队形的问题,在改进动态窗口法(DWA)的基础上,提出一种领航-跟随法与行为法相结合的多机器人编队控制算法.首先,通过修正速度窗口和3个现有评价函数,并添加两个新的评价函数改进DWA算法,增加速度的采样范围,提高优秀轨迹的评分,并增强机器人朝目标导航和未知环境下的全局搜索能力;然后,对周围环境和编队状态实时检测,为各机器人设计不同的行为(包括导航,避障,跟踪和等待)及其选择方式,兼顾编队避障及队形保持;接着,基于改进DWA和社会力模型(SFM)设计行为控制策略,在未知环境下使领航者能够规划适合整体编队运行的路径,跟随者能够根据编队的不同状态自适应地切换跟随方式;最后,基于Matlab和V-REP进行一系列仿真,结果表明在未知环境下,所提出的改进DWA能够显著提高机器人的通行效率和全局搜索能力,编队控制算法能够实现队形稳定保持、灵活避障与变换.

主 题 词：移动机器人 路径规划 动态窗口法 编队控制 领航-跟随法 基于行为法 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.13195/j.kzyjc.2020.1817

馆 藏 号：203114400...