通过均值场反馈控制运输机器人群
系统与控制
2022-10-04 v3 机器人学
系统与控制
摘要
随着 AI 与机器人技术的快速发展，运输大规模联网机器人群在不久的将来有可预见应用。群机器人现有研究主要遵循自底向上哲学，采用预定义局部协调与控制规则。然而，难以验证全局需求并分析其性能。这促使我们追求自顶向下方法，开发可证明的控制策略以部署机器人群实现期望全局构型。具体而言，我们使用均值场偏微分方程（PDE）建模群体，并通过均值场反馈控制其在有界空间域上的均值场密度（即概率密度）。所提控制律以密度估计为反馈信号，生成相应速度场，通过对个体机器人局部作用引导其全局分布至目标轮廓。速度场设计为集中式，但控制器实现可完全分布式——个体机器人感知速度场并据此推导自身速度控制信号。关键贡献在于应用输入到状态稳定性（ISS）概念，证明受扰闭环系统（非线性时变 PDE）相对于密度估计误差局部 ISS。所提控制律有效性通过基于智能体的仿真验证。
引用
@article{arxiv.2006.11462,
title = {Transporting Robotic Swarms via Mean-Field Feedback Control},
author = {Tongjia Zheng and Qing Han and Hai Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.11462},
year = {2022}
}