基于角色自适应协同 formations 规划的四足机器人队在拥挤环境中的应用
机器人学
2026-02-23 v1
摘要
本文提出了一种面向拥挤环境中四足机器人队的角色自适应领袖-跟随式 formations 规划与控制框架。不同于采用固定领袖或刚性 formations 角色的常规方法，所提出的方法集成了动态角色分配和部分目标规划，使其在复杂场景下能够实现灵活、碰撞自由的导航。通过集成虚拟弹簧-阻尼系统与 novel 障碍规避层，实现了 formations 的稳定性和机器人间安全性，该层会自适应调整每个代理人的速度。动态前瞻参考生成器进一步增强了灵活性，允许 formations 暂时变形以绕过障碍物，同时保持面向目标的运动。Fast Marching Square (FM2)算法为领袖提供全局路径，为跟随者提供局部路径作为规划主干。该框架通过大量仿真和实际实验验证，结果表明在复杂、非结构化环境中实现了顺畅的协调、角色切换和稳健的 formations 维护。一段展示仿真和物理实验及其相关可视化效果的视频可在 https://youtu.be/scq37Tua9W4 查看。
引用
@article{arxiv.2602.18260,
title = {Role-Adaptive Collaborative Formation Planning for Team of Quadruped Robots in Cluttered Environments},
author = {Magnus Norén and Marios-Nektarios Stamatopoulos and Avijit Banerjee and George Nikolakopoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.18260},
year = {2026}
}