能量受限的弹性多机器人覆盖控制

当多个机器人同时离开任务空间为其电池充电,从而破坏用于通信和感知的底层网络拓扑时,多机器人覆盖控制问题变得极具挑战性。为解决此问题,我们提出了一种弹性网络设计与控制方法,允许机器人在满足能量约束并在整个任务过程中保持网络连通性的同时,实现期望的覆盖性能。我们将多机器人系统(MRS)的组合运动、能量和网络动力学建模为一个具有三种模式的混合系统,即覆盖、返回基地和充电。我们表明,确保能量约束可以转化为为这三种模式之间的模式转换设计适当的守卫条件。此外,我们提出了一种系统性的程序,利用能量感知的承载刚性网络设计来设计、维护和重构底层网络拓扑,从而增强MRS的结构弹性,即使部分机器人离开去充电。最后,我们通过数值仿真验证了我们提出的方法。