[发明专利]多移动机器人系统的协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，特别涉及一种多移动机器人系统的协调控制方法。

背景技术

目前，多移动机器人的协调控制方法在实际问题中得到了越来越广泛的应用。这主要是由于越来越多的实际任务都比较复杂，往往单移动机器人难以完成，而需要通过多移动机器人之间的合作来完成。此外，通过多移动机器人间的合作，可提高机器人系统在作业过程中的效率，进而当工作环境发生变化或机器人系统局部发生故障时，多移动机器人系统仍可通过本身具有的合作关系来完成预定的任务。然而，现有技术存在的缺点是，控制精度不高，往往只能使得各移动机器人在时间趋于无穷时渐近地完成某项特定任务。特别地，当涉及多移动机器人的跟踪问题时，往往只能保证各移动机器人达到某个位置或目标，而不能保证各移动机器人能够完全地跟踪任意指定的期望轨迹或目标。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

为达到上述目的，本发明提出一种多移动机器人系统的协调控制方法，所述多移动机器人系统包括多个个体移动机器人，所述方法包括以下步骤：A：每个所述个体移动机器人获取自身当前时刻位置、经验控制量、输入矩阵、输出矩阵以及邻居机器人的当前时刻位置；B：判断每个所述个体移动机器人是否具有预定的期望位置信息，并根据所述判断的结果确定每个所述个体移动机器人的第一参数；C：根据每个所述个体移动机器人的第一参数以及预定的多移动机器人系统的加权邻接矩阵确定每个所述个体移动机器人的学习参数，其中所述学习参数包括第一学习参数和第二学习参数，且所述第一学习参数和第二学习参数非负且满足预定的权规则条件；以及D：根据每个所述个体移动机器人的输入矩阵和输出矩阵确定每个所述个体移动机器人的学习增益矩阵；以及E：根据每个所述个体移动机器人的自身当前时刻位置、第一参数、学习参数、经验控制量和学习增益矩阵以及所述邻居机器人的当前时刻的位置控制每个所述个体移动机器人。

在本发明的一个实施例中，所述步骤B进一步包括：如果所述个体移动机器人具有所述预定的期望位置信息，则确定所述第一参数为1；如果所述个体移动机器人不具有所述预定的期望位置信息，则确定所述第一参数为0。

在本发明的一个实施例中，所述预定的权规则条件为：其中为所述个体移动机器人i与个体移动机器人j之间的第一学习参数，ψ_i为所述个体移动机器人i的第二学习参数，ω_i为所述个体移动机器人i的第一参数，a_ij为所述多移动机器人系统的加权邻接矩阵的元素。

根据本发明的一个实施例中，所述步骤D进一步包括：根据每个所述个体移动机器人的输入矩阵和输出矩阵通过以下的公式确定每个所述个体移动机器人的学习增益矩阵K，

K=(CB)^T[CB(CB)^T]^-1

其中，B和C分别为所述个体移动机器人的输入矩阵和输出矩阵。

根据本发明的一个实施例，所述步骤E进一步包括：E1：根据每个所述个体移动机器人的自身当前时刻位置、所述第一参数、所述学习参数、所述经验控制量、所述学习增益矩阵以及所述邻居机器人的当前时刻位置，通过以下的公式确定每个个体移动机器人的当前控制量，

其中，u_i，k(t)为所述个体移动机器人i的经验控制量，y_i,k(t+1)为个体移动机器人i在经验控制量u_i，k(t)控制下的下一时刻的位置，y_j，k(t+1)为个体移动机器人i的邻居机器人j在经验控制量u_j，k(t)控制下的下一时刻的位置，y_r(t+1)为所述预定的期望位置信息，K为所述学习增益矩阵，u_i，k+1(t)为所述个体移动机器人i的当前控制量；以及

E2：根据所述个体移动机器人的当前控制量和所述个体移动机器人当前时刻的位置，通过以下的公式确定所述个体移动机器人的下一时刻的位置：

y_i，k+1(t+1)=C(I-q^-1A)^-1Bu_i,k+1(t)，