一种协同目标包围与跟踪控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种协同目标包围与跟踪控制方法和装置，包括：获取移动机器人和目标的实时位置和速度信息；根据所述实时位置和速度信息，得到移动机器人相对于目标局部坐标系下的相对位置和速度信息；根据所述相对位置和速度信息，通过分布式协同耦合控制器实现多个非完整移动机器人协同包围和跟踪目标。采用本发明专利技术的技术方案，能够将非完整约束移动机器人与分布式协同控制方法相结合，在有限时间内快速实现多机器人包围和跟踪上目标，同时满足多机器人系统对跟踪精度和抗干扰性的要求，提高机器人的系统跟踪控制性能。人的系统跟踪控制性能。人的系统跟踪控制性能。

【技术实现步骤摘要】
一种协同目标包围与跟踪控制方法和装置


[0001]本专利技术属于多智能体协同控制
，尤其涉及一种面向多个 非完整移动机器人的协同目标包围与跟踪控制方法和装置，进一步涉 及多个非完整移动机器人协同包围和跟踪一个静止或运动目标，适用 于解决圆形编队控制问题。

技术介绍

[0002]近年来，利用一群自主移动机器人对静止或运动目标进行包围和 跟踪控制因其广泛的实际应用而引起了极大的研究兴趣，如运动目标 围捕和跟踪、车辆/舰队护送和巡逻、空间和地面探索、协同追踪和 监视、环境监测和采样等实际问题。在二维空间中多智能体协同包围 和跟踪目标大多采用圆形编队结构，因为其具有灵活简单易实现的特 点得到了广泛的应用。例如，在拦截和跟踪运动目标的过程中，圆形 编队不仅可以实现对目标的完全覆盖，而且可以灵活地跟踪运动目标， 大大降低了目标被攻击或逃逸的几率；在环境监测和采样过程中，形 成圆形队形的无人机群系统可以从不同角度更有效地观察指定目标， 确保采样过程的全面性和完整性。
[0003]在现实应用中，多机器人系统协同包围和跟踪的目标往往会以未 知的速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种协同目标包围与跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取移动机器人和目标的实时位置和速度信息；根据所述实时位置和速度信息，得到移动机器人相对于目标局部坐标系下的相对位置和速度信息；根据所述相对位置和速度信息，通过分布式协同耦合控制器实现多个非完整移动机器人协同包围和跟踪目标。2.如权利要求1所述的协同目标包围与跟踪控制方法，其特征在于，获取移动机器人和目标的实时位置和速度信息之前还包括：确定初始状态下所有机器人和目标在惯性坐标系下的编号；根据所述编号建立非完整移动机器人的运动学模型以及非完整移动机器人和目标的一阶动力学模型。3.如权利要求2所述的协同目标包围与跟踪控制方法，其特征在于，根据所述实时位置和速度信息，基于所述运动学模型得到移动机器人相对于目标局部坐标系下的相对位置和速度信息。4.如权利要求3所述的协同目标包围与跟踪控制方法，其特征在于，所述分布式协同耦合控制器基于所述一阶动力学模型，通过圆形运动控制律、相位分配与定位控制律和避障控制律，以自定义的分配方式对静止或运动目标进行协同包围与跟踪控制。5.如权利要求4所述的协同目标包围与跟踪控制方法，其特征在于，所述圆形运动控制律为所有机器人跟踪以目标为圆心形成的期望圆环，并一直保持与目标的期望距离。6.如权利要求4所述的协同目标包围与跟踪控制方法，其特征在于，所述相位分配与定位控制律为每个机器人保持与其编号前一位邻居的期望相对相位，同时...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，黎星华，张承耀，李文俊，贾靖超，高晓珊，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：