多智能体自主机器人系统控制屏障函数的非对称设计
机器人学
2023-11-14 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
本文中，我们提出一种方法，用于避免多智能体自主机器人系统（MARS）中分布式碰撞规避的控制屏障函数（CBF）出现“无解”情况。MARS 由分布式自主移动机器人组成，有望有效执行如某区域搜索等协同任务。因此，在现实世界部署 MARS 时必须考虑碰撞规避。CBF 对解决碰撞规避问题十分有效。然而，在许多机器人聚集于一处的极端条件下，确保机器人间安全距离的 CBF 约束可能被违反。我们从理论上证明该问题在特定情形下会发生，并引入 CBF 不等式约束的非对称设计。我们利用机器人绝对速度的权重函数对非对称分散的不等式约束进行设计，使得在严峻条件下其他机器人可接管该机器人的约束。我们在多机器人聚集于一处的二维情形中证明了所提方法的有效性。我们在真实机器人上实现了所提方法并确认了该理论的有效性。
引用
@article{arxiv.2311.06895,
title = {Asymmetric Design of Control Barrier Function for Multiagent Autonomous Robotic Systems},
author = {Hiroki Etchu and Yuki Origane and Daisuke Kurabayashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.06895},
year = {2023}
}