基于领航-跟随及人工势场的环卫机器人编队研究

作     者：谢宇明 尹汉锋 肖慧慧 XIE Yuming;YIN Hanfeng;XIAO Huihui

作者机构：复杂环境特种机器人控制技术与装备湖南省工程研究中心湖南湘潭411104 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11972153) 湖南省教育厅科学研究项目(23C0703,23C0701) 湖南省自然科学基金资助项目(2024JJ8084) 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2025年第32卷第1期

页      码：42-50页

摘      要：针对环卫机器人集群作业时存在编队稳定性差的问题,创新性地提出了一种结合领航-跟随策略与人工势场算法的编队控制方法。首先,根据环卫机器人的结构特点,基于领航-跟随策略构建了其运动学模型。然后,针对环卫机器人的复杂作业环境,采用人工势场算法进行编队避障,并提出了全新的编队变换策略,以使机器人能够顺利通过背街小巷等作业场景,从而实现多机器人的协同作业。最后,利用MATLAB软件开展仿真实验并在实际作业场景中开展实验测试。结果表明,所提出的方法可使环卫机器人编队在复杂作业场景中有效避障及通过狭窄通道,同时实现队形的稳定保持与灵活变换;编队稳定时跟随机器人的跟踪误差保持在0.1m以下,实验结果验证了该编队控制方法的有效性。研究结果为环卫机器人在不同作业场景下的编队控制提供了参考。

主 题 词：环卫机器人 领航-跟随策略 人工势场算法 编队控制方法 

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：10.3785/j.issn.1006-754X.2025.04.127

馆 藏 号：203157526...