从非刚性到刚性：有限感知下安全获取刚性通信图

通信图刚性是许多多机器人编队控制方法的基本要求。然而，由于有限的感知范围和动态操作条件，确保并维持刚性通信拓扑在实践中变得具有挑战性。本文提供了一种方法，用于实现无碰撞的、刚性的时变通信图，其中通信链路根据有限的感知范围建立或断开，而不假设初始刚性图。此外，所提出的方法保证了异构非线性多机器人系统刚性图的实现。针对领导者-跟随者架构，开发了一种计算精简的、基于分布式二次优化的控制器，基于机器人间的分层二阶一致性来获取刚性。跟随者智能体不需要任何智能体（包括自身）的全局绝对位置。所提出的方法通过仿真和运动捕捉环境中的硬件实验进行了验证，证明了在单个机器人有限感知能力下的可靠性能。