一种二维虚拟管道可通行度衡量方法技术

技术编号:41194212 阅读:24 留言:0更新日期:2024-05-07 22:23
本发明专利技术提出一种二维虚拟管道可通行度衡量方法,涉及机器人集群控制领域。本发明专利技术提出的具体步骤如下:步骤一:构建二维虚拟管道的数学模型;步骤二:在横截面的质量恒定且密度均匀的情况下,表示出二维虚拟管道的横截面上各个微元的位置;步骤三:对横截面的微元进行受力分析,将各微元受到的外力对生成线积分求得外界对该微元所做的功;步骤四:将横截面上的各个微元累加得到生成虚拟管道的外界最小能量输入,规定其倒数为可通行度的衡量。积分计算过程得到的是最小能量输入。本发明专利技术能够为二维虚拟管道设计和规划提供一个合理的评价标准,从而用于二维虚拟管道的优化设计中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人集群控制领域,特别涉及一种二维虚拟管道可通行度衡量方法


技术介绍

1、传统的机器人集群控制技术包括领航-跟随者编队控制(leader-followerformation control)、多机器人轨迹规划、基于控制的机器人集群算法。其中领航-跟随者编队控制将机器人集群维持为一个特定的几何结构,往往需要识别相邻机器人的编号;多机器人轨迹规划使用集中式或者分布式的算法为集群中的每个机器人规划路径,由于依赖直接通信以及计算量较大,往往只适用于小的机器人集群;基于控制的算法为每个机器人制定控制指令,虽适用于大型机器人集群,但往往不会考虑通行效率问题。

2、虚拟管道技术是一种新型的集群控制方法,结合了多机器人轨迹规划、基于控制的机器人集群算法的优势。首先规划一个二维或三维的管道,称为虚拟管道,从而形成一个连接集群起始位置和最终位置,并且内部没有障碍物的安全区域。然后,使用基于控制的算法来控制机器人集群通过虚拟管道,同时保证机器人之间不会相互碰撞,从而安全地由起始位置到达最终位置。参考文献可见distributed control f本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二维虚拟管道可通行度衡量方法,其特征在于,具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种二维虚拟管道可通行度衡量方法,其特征在于,在步骤一中,所述的二维虚拟管道数学模型由以下方程表示:

3.根据权利要求1所述的一种二维虚拟管道可通行度衡量方法,其特征在于,步骤一中,对于扩张管道,当管道扩张速率较大时,对管道半径进行修正,修正的公式为:

4.根据权利要求2所述的一种二维虚拟管道可通行度衡量方法,其特征在于,步骤一中,所述的虚拟管道由横截面在保持与切向量t(s)垂直的条件下,沿着生成线γ(s)匀速运动生成,表示为横截面的集合:p>

5.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种二维虚拟管道可通行度衡量方法,其特征在于,具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种二维虚拟管道可通行度衡量方法,其特征在于,在步骤一中,所述的二维虚拟管道数学模型由以下方程表示:

3.根据权利要求1所述的一种二维虚拟管道可通行度衡量方法,其特征在于,步骤一中,对于扩张管道,当管道扩张速率较大时,对管道半径进行修正,修正的公式为:

4.根据权利要求2所述的一种二维虚拟管道可通行度衡量方法,其特征在于,步骤一中,所述的虚拟管道由横截面在保持与切向量t(s)垂直的条件下,沿着生成线γ(s)匀速运动生成,表示为横截面的集合:

5.根据权利要求1所述的一种二维虚拟管道可通行度衡量方法,其特征在于,步骤二中,设横截面具有质量;横截面具有均匀的密度,用ρ(s)表示,若设横截面的质量为m,则由以下等式确定:

6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:全权黄舒涵
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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