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基于人工势场的多机器人编队控制与避障的前导跟随方法

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简介:
本研究提出了一种基于人工势场理论的多机器人系统编队控制策略,通过创新性的前导跟随算法实现高效避障与协同作业,显著提升了复杂环境下的团队协作能力。 本研究探讨了多机器人的前导跟随编队控制方法,并提出了一种结合闭环控制与人工势场法的策略来实现机器人队伍协调及避障功能。该方案利用领导者的位置信息,通过引入闭环控制系统使追随者能够准确地跟踪领导者的动作从而完成编队任务;同时借助人工势场算法帮助机器人在遇到障碍物时做出有效的路径规划决策以顺利绕过障碍区域。仿真实验表明此方法能有效实现预期的控制性能,并可解决相关问题。

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    本研究提出了一种基于人工势场理论的多机器人系统编队控制策略,通过创新性的前导跟随算法实现高效避障与协同作业,显著提升了复杂环境下的团队协作能力。 本研究探讨了多机器人的前导跟随编队控制方法,并提出了一种结合闭环控制与人工势场法的策略来实现机器人队伍协调及避障功能。该方案利用领导者的位置信息,通过引入闭环控制系统使追随者能够准确地跟踪领导者的动作从而完成编队任务;同时借助人工势场算法帮助机器人在遇到障碍物时做出有效的路径规划决策以顺利绕过障碍区域。仿真实验表明此方法能有效实现预期的控制性能,并可解决相关问题。
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    本研究提出了一种基于人工势场理论的创新算法,用于解决多无人机编队飞行中的动态障碍物规避问题,显著提升了系统的自主性和安全性。 多无人机编队避障是无人机领域中的重要研究课题之一,涵盖了多个方面如多智能体系统协调、路径规划及实时避障技术。本项目采用人工势场法应对这一挑战,这是一种广泛应用且效果显著的策略。 该方法的基本原理在于:构建一个由吸引力和排斥力构成的人工势场模型;其中目标位置产生的吸引力驱动无人机向目的地移动,而障碍物则产生斥力以避免碰撞。通过这种机制,多架无人机可以在保持队形的同时动态调整航线避开障碍物。 在项目提供的代码文件中,“final_formation_with_obstacle_avoidance.m”可能是主程序,负责初始化编队、设定目标和障碍信息,并调用避障算法来实现飞行任务。“obstacle_avoidance.m”则可能包含具体的人工势场计算与避障决策逻辑。此文件会根据无人机位置及环境中的障碍物分布情况,为每架无人机生成相应的加速度或控制指令以达到避开障碍的目的。 “README.md”通常包括项目介绍、操作指南和必要的依赖库信息等内容,在本项目中可能详细说明了如何运行代码以及设置编队类型、目标位置和障碍数据的方法。“Multiagent_Project_report_zhengran_ZHU.pdf”应为项目的报告文档,深入探讨了人工势场法的理论基础、算法实现细节及其实验结果分析。作者可能会在其中讨论多种多无人机编队控制策略(如队长跟随或虚拟结构方法)与避障路径规划之间的结合,并通过仿真或实验证明该方案的有效性。 这个项目成功地利用人工势场法实现了复杂环境下的多无人机编队自主导航功能,对于推动相关技术的发展具有重要意义。通过对该项目代码和报告的学习研究,可以深入了解无人机编队控制、路径规划以及人工势场方法的应用实践。
  • 协作.pdf
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    本文探讨了利用人工势场算法实现多机器人系统的自主避障与协同作业,分析并改进了传统人工势场法存在的局部极小值和奇点问题。 #资源达人分享计划# 该计划旨在为资源达人们提供一个平台来分享他们的知识与经验。参与者可以交流心得、技巧以及行业内的最新动态,共同成长进步。(注:原文中没有具体提及联系方式等信息,故重写时未做相应修改)
  • ____源码.zip
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    本资源提供基于人工势场法的机器人编队控制源代码,适用于研究与开发中实现多机器人系统的协同作业和路径规划。 人工势场编队控制涉及利用人工势场算法实现机器人编队的协调与操控。这种方法通过模拟物理领域的引力和斥力概念来指导多机器人的相对位置调整及路径规划,以达到高效、稳定的群体运动效果。相关研究中的人工势场法为解决复杂环境下的机器人协作问题提供了有效的理论支持和技术手段。
  • .zip_Obstacle Avoidance_matlab__
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    本项目采用MATLAB实现基于人工势场法的障碍物回避算法,旨在模拟并优化移动机器人或自动驾驶系统在复杂环境中的自主导航能力。 人工势场法避障的MATLAB原始代码。
  • 源码
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    本项目提供一种基于人工势场法的避障机器人源代码,旨在实现自主导航与障碍物规避功能。通过吸引和排斥力模拟,确保路径规划的安全性和高效性。 避障机器人人工势场源码
  • 【路径规划】协同及MATLAB实现【1192期】.zip
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    本资源提供了一种基于人工势场理论的多机器人协同编队避障策略,并通过MATLAB进行了仿真验证,适用于路径规划和机器人技术研究。 【路径规划】人工势场算法多机器人协同编队避障路径规划代码(包含Matlab源码)。
  • 改良及MATLAB实现 (2013年)
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    本文提出了一种改进的人工势场方法,用于解决机器人在复杂环境中的避障问题,并详细介绍了该算法在MATLAB平台上的实现过程。 针对传统人工势场法中存在的局部极小点问题以及可能导致路径规划失效的情况,通过改进的人工势场方法可以有效解决这一难题,使机器人能够迅速摆脱局部极小点的影响。这种方法有效地解决了机器人在接近障碍物时出现的反复震荡或停滞不前的问题,从而使机器人的运动轨迹更加平滑,并更接近最优路径。仿真实验结果表明此方法是有效的。
  • 领航者集群形变换及Matlab仿真研究
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    本研究采用领航者人工势场方法,在MATLAB环境下进行仿真,探讨了多机器人系统中的集群队形变换和避碰策略的有效性。 基于领航者人工势场法的集群队形变换与避障控制算法在MATLAB环境中的仿真研究探讨了如何利用改进的人工势场法进行路径规划,并实现多机器人系统的拓扑结构优化及动态变队形功能,同时支持增加系统中机器人的数量。此方法结合领航者人工势场策略和编队控制技术,有效解决了复杂环境下集群避障与灵活变换队形的挑战性问题。研究内容涵盖了从基本的人工势场法原理到具体实现细节,并通过详尽的仿真验证了算法的有效性和鲁棒性。 核心关键词:领航者人工势场法; 队形变化避障控制; Matlab代码仿真; 路径规划; 改进人工势场法; 拓扑结构; 集群; 变换队形; 编队控制算法; 增加机器人个数。