应急响应中空地混合机器人团队的两层Voronoi覆盖控制：实现与分析

我们提出了一种全面的两层Voronoi覆盖控制方法，用于协调空地混合机器人团队在危险物质应急响应场景中的行动。传统的Voronoi覆盖控制方法在应急场景中面临三个关键限制：异构智能体能力且速度差异巨大、聚集的初始部署配置、以及需要快速响应而非最终收敛的紧迫时间限制。我们的方法通过一个解耦的两层架构来解决这些挑战，该架构分别优化空中和地面机器人的定位，空中智能体通过空投将地面传感器投放到高优先级位置。我们提供了有界Voronoi单元计算的详细实现、重要性加权质心的高效数值积分技术，以及防止智能体陷入困境的鲁棒控制策略。仿真结果表明，响应时间减少了88%，在25秒内实现了目标传感器覆盖（初始传感器损失18.5%），而仅地面部署需要220秒。完整实现代码可在 https://github.com/dHutchings/ME292B 获取。