刚性编队的分布式旋转与平移机动及其应用

近来有报道指出，距离测量不一致（或等效地，预设智能体间距离的不匹配）可能会阻碍流行的梯度控制器引导移动智能体的刚性编队收敛到期望形状，更糟糕的是甚至无法在任何位置保持静止。在本文中，我们并非将不匹配视为性能不佳的源头，而是将其作为设计参数，并表明通过为每个距离约束引入这样一对参数，可以设计出同时实现编队与运动控制的分布式控制器，该控制器不仅包含了流行的梯度控制，更重要的是允许我们在保证编队形状渐近无畸变的同时，实现恒定的集体平移、旋转或其组合。此类运动控制结果随后被应用于（a）编队朝向的对齐以及（b）包围并跟踪移动目标。除严谨的数学证明外，还展示了使用移动机器人的实验，以表明所提出的编队-运动分布式控制器的满意性能。