使用热运动等效方法实现机器人群集的编队组织

凭借其去中心化、分布式和可扩展的特性，机器人群集在从农业到环境监测和物流等众多领域具有巨大应用潜力。目前已知的群集控制方法和算法有多种，例如虚拟领导者、向量和势场法等。这些方法通常在特定条件和任务中表现良好。群集所求解任务的多样性要求开发一种通用控制算法。在本文中，我们提出了一种热运动等效方法（TMEM）的演进，其灵感来源于分子间热力学相互作用的行为相似性。先前的研究表明，该方法在地形监测任务中具有高效率。本工作解决了物流和编队移动任务所需的群集几何结构编队问题。结果表明，使用 TMEM 进行群集几何结构编队时，需要采用特殊的智能体非线性相互作用函数。我们提出了一种分段线性相互作用函数，能够形成稳定的智能体群。本文的结果通过群集动力学的数值建模得到了验证。考虑将线性四旋翼模型作为智能体。论证了相互作用函数选择的合理性。