[發(fā)明專利]用于多機器人系統(tǒng)的追蹤控制方法、裝置、設備及介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011177473.0
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112327840B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設計）人: 秦家虎;張聰;馬麒超;李曼
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05D1/12;B25J9/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種用于多機器人系統(tǒng)的追蹤控制方法，包括：

建立所述多機器人系統(tǒng)中各機器人之間的通信拓撲圖，其中，在建立系統(tǒng)拓撲的時候忽略追蹤目標，只建立各個機器人之間的通信拓撲；

在無外部攻擊的情況下，根據(jù)追蹤目標的位置向量及檢測噪聲構(gòu)建各機器人的檢測模型，其中，所述追蹤目標為運動的追蹤目標；

在有外部攻擊的情況下，根據(jù)所述檢測模型及外部攻擊的干擾信號構(gòu)建受到攻擊的機器人的攻擊模型；

針對于每一機器人，基于所述通信拓撲圖確定與該機器人通信的其它機器人，根據(jù)所述攻擊模型、該機器人的運動信息及所述其它機器人的運動信息設置該機器人的控制輸入信號；

根據(jù)所述控制輸入信號控制所述機器人對目標進行追蹤；

其中，將所述檢測模型構(gòu)建為：

y_n(t)＝H_nθ_t+w_n(t)

其中，y_n(t)為所述機器人獲得的檢測信號，H_n為檢測矩陣，θ_t為所述追蹤目標的位置向量，w_n(t)為檢測噪聲，t為時刻，n表示機器人的編號；

其中，所述攻擊模型構(gòu)建為：

y_n(t)＝H_nθ_t+a_n(t)+w_n(t)

其中，y_n(t)為所述機器人獲得的檢測信號，H_n為檢測矩陣，θ_t為所述追蹤目標的位置向量，w_n(t)為檢測噪聲，a_n(t)為外部攻擊的干擾信號，t為時刻，n表示機器人的編號；

其中，將所述控制輸入信號設置為：

其中，u_n(t)為所述 控制輸入信號，Ω_n(t)為能夠與當前機器人通信的其它機器人的集合，l表示所述集合中機器人的編號，α_t與β_t為隨時間變化的參數(shù)，y_n(t)為所述機器人獲得的目標信號，x_n(t)為當前機器人的運動信息，x_l(t)為所述集合中的機器人的運動信息，a_nl為兩個機器人之間的通信權重，t為時刻，n表示機器人的編號，H_n為檢測矩陣，為H_n的轉(zhuǎn)置矩陣，Γ_n(t)為自適應增益。

2.根據(jù)權利要求1所述的追蹤控制方法，其中，所述根據(jù)所述控制輸入信號控制所述機器人對目標進行追蹤包括：

建立所述機器人的動力學模型；

基于所述動力學模型，根據(jù)所述控制輸入信號控制所述機器人對目標進行追蹤。

3.根據(jù)權利要求2所述的追蹤控制方法，將所述機器人的動力學模型構(gòu)建為：

x_n(t+1)＝Fx_n(t)+K_tu_n(t)

其中，u_n(t)為所述控制輸入信號，x_n(t+1)為t+1時刻編號為n的機器人的運動信息，x_n(t)為t時刻編號為n的機器人的運動信息，F(xiàn)為系統(tǒng)矩陣，K_t為調(diào)節(jié)器增益矩陣。

4.根據(jù)權利要求3所述的追蹤控制方法，其中，當||F||＜1時，選擇K_t＝I；當||F||≥1時，選擇

其中，||F||表示矩陣F的二范數(shù)，I為單位矩陣，K₀為預設常數(shù)矩陣，0＜τ₁＜1。