申请/专利权人：南方科技大学

申请日：2024-03-06

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN118244794A

主分类号：G05D1/695

分类号：G05D1/695

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.25#公开

摘要：角度测量下的无人系统集群编队控制方法，解决了现有无人系统编队控制在遇到无法测量距离或相对位置时，每个智能体只能在其局部坐标系中测量与其相邻智能体相对角度的问题，属于自主无人系统技术领域。本发明包括：工作场景一、无人系统集群集群编队中的智能体无法利用自身搭载的传感器感知其他智能体，分为有GPS信号接收和无GPS信号接收两种情况，当有GPS信号接收时采用同时定位与编队控制的策略，当无GPS信号接收时智能体之间进行通讯，实现编队的全局稳定。工作场景二、无人系统集群编队中的智能体无法利用自身搭载的传感器感知其他智能体，给出全局刚性构造的方法并给出相应的控制增益选择方案。

主权项：1.角度测量下的无人系统集群编队控制方法，其特征在于，所述无人系统包括N个智能体，所述方法包括：领航智能体对集群中的其他智能体进行感知，当集群编队中的智能体无法利用自身搭载的传感器感知其他智能体，且领航智能体检测到GPS信号时，领航智能体实时获取全局坐标系下自身的当前位置；智能体之间实时交换自身位置、期望位置及测量的角度；跟随智能体根据领航智能体的期望位置和角度期望值，利用期望位置估计律得到自身的期望位置估计值；跟随智能体利用自身的期望位置估计值、测量的角度和领航智能体的当前位置，利用当前位置估计律得到自身的当前位置估计值；跟随智能体从估计的当前位置移动到估计的期望位置；当集群编队中的智能体无法利用自身搭载的传感器感知其他智能体，且领航智能体未检测到GPS信号，领航智能体将编队中的智能体分为两组，前三个智能体为一组，建立第一个三角形编队Δ123；第4-N个智能体为一组，每个智能体在三角形编队Δ123的基础上，建立N个智能体的一般角度刚性编队，所述一般角度刚性编队中不存在三个智能体共线或四个智能体共圆的位置配置；使用相对位置测量的控制律，在前三个智能体中，需要其中两个智能体具有测量相对距离的能力，利用编队中智能体之间所形成的期望角度和测量角度的误差作为控制目标，使用相对位置测量确定前三个智能体的编队控制，在前三个智能体的编队控制的基础上，确定第4到第N个智能体仅角度测量的编队控制；当集群编队中的智能体利用自身搭载的传感器能够感知其他智能体，领航智能体将编队中的前三个智能体为一组，建立第一个三角形编队Δ123；第4-N个智能体为一组，每个智能体在三角形编队Δ123的基础上，建立N个智能体的全局角度刚性编队，所述全局角度刚性编队中，每一个与Δ123等价的三角形编队也与Δ123全等；使用相对位置测量的控制律，在前三个智能体中，需要其中两个智能体具有测量相对距离的能力，利用编队中智能体之间所形成的期望角度和测量角度的误差作为控制目标，使用相对位置测量确定前三个智能体的编队控制，在前三个智能体的编队控制的基础上，确定第4到第N个智能体仅角度测量的编队控制。

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