[發明專利]一種集群跟蹤運動學建模方法、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202011565823.0
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112684709B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 趙睿英;惠記莊;王杰;張雅倩;張浩;李夢
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G06F17/11
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種集群跟蹤運動學建模方法，其特征在于，包括以下步驟；

步驟一，將多移動機器人的動態跟蹤過程描述為數學化表達式；

步驟二，基于動態跟蹤過程的數學化描述，根據人工勢場法構建勢場函數；

根據人工勢場法原理，移動目標對機器人具有吸引力，其吸引力的大小與距離成正比，各移動機器人之間具有排斥力，其排斥力的大小與距離成反比，構建的勢場函數為所選擇為：

其中a,b_ij,c_ij和s為勢場系數且都為正數，G(q)為移動機器人i總勢場函數，G_ij(qⁱ,q^j)表示移動機器人i和移動機器人j之間的勢場函數；表示移動機器人i和移動目標之間的勢場函數；

步驟三，根據勢場函數建立多移動集群跟蹤運動學模型；

移動機器人i∈{1,2,…,N}的理想運動學模型描述為：

其中與為qⁱ與q^J的導數，令根據函數G_ij(qⁱ,q^j)和的表達式，可得：

根據人工勢場法基本原理，勢場函數G(q)在qⁱ和處的導數分別為：

多移動集群跟蹤運動學模型為：

2.根據權利要求1所述的集群跟蹤運動學建模方法，其特征在于，步驟一中，多移動機器人的動態跟蹤過程為：多移動機器人群的中心位置不斷的趨近于移動目標運動軌跡，直至多移動機器人的中心位置與移動目標重合。

3.根據權利要求1所述的集群跟蹤運動學建模方法，其特征在于，步驟一中的數學表達式為：

其中集合表示機器人集群中心在集群跟蹤控制中的期望位置，為移動機器人集群中心位置，qⁱ(t)∈Rⁿ表示移動機器人的位置向量；表示動態移動目標的位置向量，i∈{1,2,…,N}；N為機器人的數量，n為位置向量的維度。

4.一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1至3任意一項所述集群跟蹤運動學建模方法的步驟。

5.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至3任意一項所述集群跟蹤運動學建模方法的步驟。