基于行为的机器人群环形编队控制

本文关注于协调机器人群沿凸路径环绕运动且个体间无碰撞。个体机器人不具备制动能力,仅能在保持恒定但互不相同速度的同时调整其航向。我们的编队控制算法不控制机器人之间的空间关系,而是旨在部署一个密集机器人群以模拟龙卷风群游鱼的行为。为安全实现该目标,我们结合可扩展超车规则、引导向量场以及具有自适应半径的控制障碍函数以促进平滑超车。机器人的决策过程是分布式的,仅依赖局部信息。实际应用包括具有无中心指挥群体韧性的防御结构或护航任务。我们对所提策略进行了严格分析,并通过涉及高密度独轮机器人的数值仿真验证了其有效性。