基于纯角度观测信息的leader-followers机器人编队控制方法  

Bearing-only Leader-Followers Multi-Robot Formation Control

作　　者：韩青[1] 孙树栋[1] 智睿瑞 

机构地区：[1]西北工业大学机电学院现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,陕西西安710072

出　　处：《西北工业大学学报》2015年第2期244-250,共7页Journal of Northwestern Polytechnical University

基　　金：国家自然科学基金(51475383;51075337)资助

摘　　要：提出一种纯角度观测信息的leader-followers多机器人编队控制方法.多个跟随机器人(followers)仅观测其领航机器人(leader)角度信息;基于非线性系统可观测性的理论研究,这种纯角度观测信息能够满足leader-followers的可观测性要求;利用无迹卡尔曼滤波算法对leader-followers机器人系统的状态进行估计,根据状态估计结果设计了输入-输出状态反馈控制规律控制跟随机器人运动,以达到理想的编队效果。仿真验证了该方法的可行性。A bearing-only formation control method for leader-followers multi-robots is proposed. In the study,follower-robots can only observe the bearing information of the leader-robot. Based on the observability of nonlinear system,studies show that the bearing-only observation meets the leader-followers observability condition for general nonlinear system. The unscented Kalman filter（UKF） is employed to estimate the state of leader-followers＇ robots.The results are used for followers＇ movement control via the input-output feedback control law,so that the desired formation of the robots are maintained. Simulation results are presented to demonstrate the feasibility of the approach.

关 键 词：算法 角速度 控制 实验 反馈控制 卡尔曼滤波 数学模型 MATLAB 矩阵代数 非线性系统 机器人 轨迹 速度 编队控制 leader-followers编队控制及可观测性 移动机器人 无迹卡尔曼滤波 无迹卡尔曼滤波算法与输入-输出反馈控制规律 

分 类 号：TP243[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]