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摘要：本发明提出一种通信受限的多机器人协同等值面跟踪方法，包括，建立移动机器人的三维动力学模型；针对通信受限环境，机器人之间无法相互通信的情况，通过机器人携带的传感器测量场强、次目标数值以及相邻机器人的相对位置；在本地对相对位置数据进行主成分分析，计算机器人协同运动方向；最后基于本地传感器测量值和协同运动方向设计控制方法。本发明提供了一种通信受限环境下的多机器人等值面跟踪方法，该方法能够实现多机器人在互不通信的情况下协同跟踪等值面，同时优化次目标，并通过中心收缩的方法控制距离，为多机器人在环境监测领域的实际应用奠定了关键基础。

主权项：1.一种通信受限下的多机器人协同等值面跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在三维空间中建立移动机器人的动力学模型： 其中，rit＝[xt,yt,zt]表示第i个移动机器人t时刻在三维空间中的位置；i＝1,2,…,N，N为机器人的个数；表示第i个移动机器人t时刻的运动速度；uit表示第i个移动机器人t时刻的控制输入；步骤2：考虑通信受限问题，所有移动机器人仅通过自身携带的传感器进行探测；得到机器人自身所在位置的场强、机器人自身所在位置的次目标强度，以及机器人自身与所有其他机器人的相对位置；步骤3：将步骤2得到的相对位置信息进行主成分分析，在互不通信的条件下，得到多机器人系统的协同运动方向，所述的步骤3具体包括以下子步骤：步骤3.1：移动机器人i根据测量得到的相对位置信息构建对应的协方差矩阵Cit，其表示为： 其中为机器人i测量得到相对位置的均值；步骤3.2：由于每个机器人都能观测到所有其他机器人，则所有机器人的协方差矩阵是相同的Ct，其用绝对位置表示为： 其中为所有机器人位置的中心；步骤3.3：对步骤3.2得到的协方差矩阵进行特征值分解，得到一组一一对应的特征值{λ0,λ1,λ2}与三维特征向量{V0,V1,V2}，其中根据特征值的大小关系λ0λ1λ2对特征向量进行排序；将该三维特征向量的线性组合作为多机器人系统的协同运动方向；步骤4：利用步骤2得到的机器人自身所在位置的场强、所在位置的次目标强度和步骤3得到的协同运动方向设计运动学控制器；所述的步骤4包括以下子步骤：步骤4.1：标量信号场中的等值面表示为其中zd为期望的场强大小；步骤4.2：设计t时刻机器人i的控制输入为：uit＝k0zi-zdV0+k1fiV1+k2V2+Kcrc-ri其中，k00，k10，k20为控制参数；kc0，γ0为距离参数；k0zi-zdV0+k2V2为等值面跟踪项，用于搜索和跟踪等值面，k1fiV1为次目标优化项，用于同时优化次目标，Kcrc-ri为距离控制项，通过中心收缩的方式控制多机器人之间距离；步骤5：利用步骤4设计的运动学控制器对多机器人进行协同控制，实现通信受限下的多机器人等值面跟踪任务。

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百度查询： 浙江大学 一种通信受限的多机器人协同等值面跟踪方法