无领导者集群编队控制：从全局规约到局部控制律

本文提出一种分布式无领导者集群编队控制框架，以解决集体驱动机器人集群跟踪时变编队的问题。集群的编队由包围机器人位置凸包的抽象形状轨迹刻画，且独立于机器人数量及其在集群中的排序。对于集群中每个机器人，给定以抽象形状参数轨迹表示的全局规约，所提框架综合出一种控制律，利用机器人局部邻居可用信息引导集群跟踪期望编队。为此，我们通过求解输入-输出线性化问题生成合适的局部参考轨迹供机器人控制器跟踪。此处，我们选取集群输出为抽象形状的参数。为此，我们设计了一种动态平均一致估计器来估计抽象形状参数。抽象形状参数用作集群状态反馈以生成合适的机器人轨迹。我们通过提供一组类车机器人在存在机器人与通信链路故障情况下的协调集体导航仿真，证明了所提控制框架的有效性与鲁棒性。