基于非中心化角色比例控制的多机器人在不同表面上的盒子运输
机器人学
2026-05-27 v1
摘要
通过多个机器人推送协作运输物体在建筑、仓储环境以及灾后清理等场景中具有许多应用前景。然而，实现在不同倾斜和摩擦属性的表面上进行协作运输却面临独特挑战。为此，本文提出一种用于在平坦、上坡和下坡地形上运输不同质量盒子的方法，称为 R2P2，即 Roles with Rules and Proportional-control Primitive。该方法采用异步非中心化任务和运动规划方法。这种非中心化方法减轻了通信、同步和共识需求，缓解了单点故障问题。我们的方法将机器人分配角色（如推力、支撑和防护），这些角色基于所需操作模式（盒子旋转 vs 平移）而决定；随后依据角色执行规则化控制或比例控制机器人速度。假设每台机器人观察自身位置和盒子姿态以执行角色并进行控制。R2P2 使用基于 NVIDIA IsaacSim 构建的仿真器进行评估——在不同表面摩擦/倾斜和盒子质量情景下均表现出良好性，与标准的虚拟领袖-跟随方法相比成功率更高。R2P2 还通过物理实验得到验证，其中在四台 turtlebot 上执行，将 1.2 kg 盒子运输至目标位置。
引用
@article{arxiv.2605.26430,
title = {Multi-Robot Box Transport over Different Surfaces with Decentralized Role-based Proportional Control},
author = {Aditya Bhatt and Himavarshini Yarragangu and Urvish Shah and Venkata Sai Yaswanth Mohan Thota and Souma Chowdhury},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.26430},
year = {2026}
}