具有二阶动力学车辆的移动域安全覆盖
多智能体系统
2020-09-28 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
机器人彼此邻近运作对指定区域的自主覆盖在快速变化环境的实时监测、搜索与救援等方面具有诸多潜在应用；然而，协调与安全性是两项基本挑战。对于协调，我们提出一种分布式控制器，用于覆盖两类具有二阶动力学（双积分器与固定翼飞行器）且输入力有界的车辆的移动紧域。该控制策略基于人工势与对齐力，旨在促成期望的车辆-域及车辆间分离与相对速度。我们证明某些覆盖构型是局部渐近稳定的。对于安全，我们建立无碰撞运动的能量条件，并利用 Hamilton-Jacobi（HJ）可达性理论进行最后手段的成对碰撞避免。我们推导了对应于两双积分器车辆间碰撞避免问题的相关 HJ 偏微分方程的解析解。我们在涉及两类车辆覆盖凸与非凸移动域的若干数值仿真中展示了我们的方法。
引用
@article{arxiv.2009.12211,
title = {Safe Coverage of Moving Domains for Vehicles with Second Order Dynamics},
author = {Juan Chacon and Mo Chen and Razvan Fetecau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.12211},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 12 figures, submitted to ieee-tac. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1911.06519