1.一種基于市場拍賣法的多機(jī)器人編隊(duì)過程任務(wù)分配方法,其特征在于,包括:
步驟1-1,由目標(biāo)狀態(tài)矩陣ST可以通過市場拍賣法的方式將各坐標(biāo)分配給各個機(jī)器人,并形成路徑,使各個機(jī)器人跟蹤參考路徑向形成編隊(duì)形狀的各個目標(biāo)位置運(yùn)動;綜合考慮所有機(jī)器人向形成編隊(duì)的目標(biāo)位置運(yùn)動路程之和Sumdistance,機(jī)器人從接收到形成編隊(duì)指令到形成編隊(duì)所需要的時間Tcost(每個機(jī)器人的姿態(tài)調(diào)整時間Ta和機(jī)器人運(yùn)動到指定位置時間Tb之和的最大值),分別使用Ka,Kb設(shè)置Sumdistance和Tcost的權(quán)值參數(shù),在不同環(huán)境下可選擇不同的權(quán)值參數(shù);
步驟1-2,需要計算各個機(jī)器人運(yùn)動到指定坐標(biāo)點(diǎn)所需要的時間Ti的最小值min{Ti},得Tcost=max{Ti},則每個機(jī)器人運(yùn)動到指定目標(biāo)點(diǎn)的平均速度
步驟1-3,根據(jù)目標(biāo)速度Vg和運(yùn)動時間Tcost,結(jié)合機(jī)器人的動力學(xué)公式,對機(jī)器人的速度進(jìn)行運(yùn)動學(xué)控制,使各個機(jī)器人都能在規(guī)定時間內(nèi)以準(zhǔn)確的速度和姿態(tài)到達(dá)指定位置;
步驟1-4,設(shè)編隊(duì)形成過程效率指標(biāo)為η,則:k表示第k種坐標(biāo)分配方案,0≤ηk≤2。通過設(shè)置合適的權(quán)值參數(shù)Ka、Kb可以選擇不同的編隊(duì)分配方案作為任務(wù)要求下的最優(yōu)解。
2.一種基于切線圓法的多機(jī)器人編隊(duì)過程路徑規(guī)劃和位姿控制方法,其特征在于,包括:
步驟2-1:通過程序算法計算機(jī)器人Ri到達(dá)指定目標(biāo)位置所需要的時間ti;
步驟2-2:用表示機(jī)器人Ri的目標(biāo)點(diǎn),標(biāo)出的位置,并結(jié)合目標(biāo)位置的姿態(tài)角方向向量ri和機(jī)器人Ri的初始位置坐標(biāo)可以構(gòu)建一個平面H;在平面H內(nèi),以為切點(diǎn)可以做目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動軌跡直線的兩個外切圓外切圓半徑為機(jī)器人Ri的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)彎半徑ri;
步驟2-3:在平面H內(nèi),由機(jī)器人初始位置向作切線,易知有四種解法路徑直線l1、l2、l3、l4,滿足機(jī)器人運(yùn)動學(xué)要求的是直線l2、l3,計算易知直線l2路徑最優(yōu);
步驟2-4:由機(jī)器人初始位置Ri的初始姿態(tài)角,及直線l2可得一個平面,記為平面P,則需要在平面P內(nèi)找到一條路徑使得機(jī)器人Ri可以沿此路徑進(jìn)入到l2;
步驟2-5:在P平面內(nèi),過點(diǎn),在直線l2側(cè)做外切圓外切圓半徑為ri;在直線l2上下兩側(cè)分別作出圓與圓直線l2相切,僅有圓滿足要求,故可構(gòu)建路徑實(shí)現(xiàn)機(jī)器人形成編隊(duì)形狀和調(diào)整統(tǒng)一的姿態(tài)方向。