1绪论 1
1.1 概述 1
1.2 多机器人编队控制研究方法与发展动态 4
1.2.1 多机器人编队控制方法 4
1.2.2 多机器人编队控制发展动态 8
1.3 基于纯角度观测信息的多机器人编队控制研究现状 9
1.4 本书主要研究内容 10
1.5 本章小结 12
2基于纯角度观测信息的多机器人编队控制方法 13
2.1 编队控制策略 13
2.2 机器人领航-跟随编队控制及其可观测性 14
2.2.1 “1-1”机器人领航-跟随运动模型 14
2.2.2 李导数及机器人领航-跟随非线性系统可观测性 15
2.3 基于UKF的输入-输出状态反馈闭环控制 19
2.3.1 UKF算法 20
2.3.2 输入-输出状态反馈闭环控制 22
2.4 仿真实验与结果分析 23
2.4.1 实验条件 23
2.4.2 结果分析 26
2.5 实验验证 30
2.5.1 Turtlebot移动机器人实验平台 31
2.5.2 Turtlebot移动机器人操作系统 32
2.5.3 实验方案 32
2.5.4 领航机器人做类S形运动实验 33
2.5.5 领航机器人做圆形运动实验 34
2.6 本章小结 35
3基于纯角度观测信息的多机器人级联编队控制方法 36
3.1 “1-1-1”机器人领航-跟随运动模型 36
3.2 多机器人级联领航-跟随系统可控性 38
3.3 多机器人级联领航-跟随系统可观测性 41
3.4 多机器人级联领航-跟随编队控制 45
3.5 仿真实验与结果分析 45
3.5.1 实验条件 45
3.5.2 结果分析 47
3.6 实验验证 50
3.6.1 领航机器人做8字形运动实验 50
3.6.2 领航机器人做螺旋形运动实验 52
3.7 本章小结 53
4多机器人级联编队轨迹跟踪控制方法 54
4.1 移动机器人运动模型 54
4.1.1 单个移动机器人运动模型 54
4.1.2 机器人级联领航-跟随运动模型 55
4.2 多机器人级联编队轨迹跟踪控制 57
4.3 仿真实验与结果分析 59
4.3.1 实验条件 59
4.3.2 结果分析 61
4.4 本章小结 65
5基于领航机器人定位的多机器人编队控制方法 66
5.1 轮式领航机器人定位 66
5.1.1 机器人运动模型 66
5.1.2 基于PF算法的领航机器人定位 67
5.1.3 领航机器人系统的可观测性 68
5.2 多机器人领航-跟随编队控制 71
5.2.1 “1-1”机器人领航-跟随运动模型 71
5.2.2 多机器人领航-跟随编队控制 72
5.3 车式领航机器人定位 72
5.3.1 机器人运动模型 73
5.3.2 领航机器人系统的可观测性 74
5.4 多机器人级联领航-跟随编队控制 78
5.4.1 “1-1-1”机器人领航-跟随运动模型 78
5.4.2 多机器人级联领航-跟随编队控制 79
5.5 仿真实验与结果分析 80
5.5.1 实验条件 81
5.5.2 结果分析 82
5.6 本章小结 91
6基于面元分析法的多机器人编队避障控制方法 92
6.1 基于面元分析法的领航机器人避障算法 92
6.2 不规则形状障碍物的圆或圆弧最小二乘法拟合建模 94
6.3 多机器人编队避障控制 95
6.3.1 “1-2”机器人领航-跟随运动模型 96
6.3.2 多机器人编队控制 98
6.4 仿真实验与结果分析 98
6.4.1 实验条件 98
6.4.2 结果分析 103
6.5 实验验证 104
6.5.1 SLAM构图 104
6.5.2 特征提取及轨迹规划 106
6.5.3 机器人自主导航 107
6.6 本章小结 110
7总结与展望 111
7.1 总结 111
7.2 展望 112
参考文献 114
附录A 125
附录B 127
附录C 133
索引 139
