基于UWB定位技术的多移动机器人编队控制

郑亚君; 薛磊; 董璐; 王庆领

doi:10.11959/j.issn.2096-6652.201907

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于UWB定位技术的多移动机器人编队控制

学术论文 | 更新时间：2024-06-05

- 基于UWB定位技术的多移动机器人编队控制
- Formation control of mobile robots with UWB localization technology
- 智能科学与技术学报 2019年1卷第1期页码：83-87
- 作者机构：
  
  1. 东南大学，江苏南京 210096
  2. 南京云智控产业技术研究院，江苏南京 210023
- 作者简介：
  
  [ "郑亚君（1994- ），女，安徽人，东南大学自动化学院博士生，主要研究方向为多智能体系统、机器人编队控制。" ]
  [ "薛磊（1986- ），男，江苏人，东南大学自动化学院博士后，主要研究方向为博弈论、多智能体系统协同控制。" ]
  [ "董璐（1990- ），女，山西人，东南大学自动化学院讲师，主要研究方向为自适应动态规划、事件驱动控制。" ]
  [ "王庆领（1982- ），男，河南人，东南大学自动化学院副教授，主要研究方向为多智能体协同控制、饱和控制、强化学习等。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目;The National Natural Science Foundation of China(U1713209);国家自然科学基金资助项目;The National Natural Science Foundation of China(61803085);国家自然科学基金资助项目;The National Natural Science Foundation of China(61806052)
- DOI：10.11959/j.issn.2096-6652.201907
  中图分类号： TP242.6
- 网络出版日期：2019-03，
  
  纸质出版日期：2019-03-20
- 稿件说明：
移动端阅览
郑亚君, 薛磊, 董璐, 等. 基于UWB定位技术的多移动机器人编队控制[J]. 智能科学与技术学报, 2019,1(1):83-87.

Yajun ZHENG, Lei XUE, Lu DONG, et al. Formation control of mobile robots with UWB localization technology[J]. Chinese journal of intelligent science and technology, 2019, 1(1): 83-87.
郑亚君, 薛磊, 董璐, 等. 基于UWB定位技术的多移动机器人编队控制[J]. 智能科学与技术学报, 2019,1(1):83-87. DOI： 10.11959/j.issn.2096-6652.201907.

Yajun ZHENG, Lei XUE, Lu DONG, et al. Formation control of mobile robots with UWB localization technology[J]. Chinese journal of intelligent science and technology, 2019, 1(1): 83-87. DOI： 10.11959/j.issn.2096-6652.201907.

摘要

提出了一种基于超宽带（UWB）定位系统的多移动机器人编队控制算法及系统。UWB定位技术是一种较为成熟的技术，但目前较少应用于编队控制问题中。首先给出了系统框架设计以及机器人的硬件设计，然后对该系统建立数学模型，根据建立的系统模型，设计出分布式控制算法，并且给出系统稳定性的证明，最后仿真实验验证了算法的有效性。

Abstract

In this paper

a novel multi-mobile robots formation control algorithm based on ultra-wideband (UWB) location technology was proposed.UWB location technology is relatively mature but is less applied to formation control problem.The framework of systems and hardware design of mobile multi-robot systems were first presented.Then

the systems model was established and the corresponding distributed control algorithm was proposed.Finally

the stability of multi-robot systems was proved and one simulation example was given to show the effectiveness of the proposed formation control algorithm.

关键词

Keywords

references

顾大强 , 郑文钢 . 多移动机器人协同搬运技术综述 [J ] . 智能系统学报 , 2018 , 1 - 8 .

GU D Q , ZHENG W G . Technologies for cooperative transportation by multiple mobile robots [J ] . CAAI Transactions on Intelligent Systems , 2018 , 1 - 8 .

杨甜甜 , 刘志远 , 陈虹 , 等 . 移动机器人编队控制的现状与问题 [J ] . 智能系统学报 , 2007 ( 4 ): 21 - 27 .

YANG T T , LIU Z Y , CHEN H , et al . Formation control of mobile robots:the state and open problems [J ] . CAAI Transactions on Intelligent Systems , 2007 ( 4 ): 21 - 27 .

徐国华 , 谭民 . 移动机器人的发展现状及其趋势 [J ] . 机器人技术与应用 , 2001 ( 3 ): 7 - 14 .

XU G H , TAN M . The development status and trend of mobile robots [J ] . RTA , 2001 ( 3 ): 7 - 14 .

姜岩 , 赵熙俊 , 龚建伟 , 等 . 简单城市环境下地面无人驾驶系统的设计研究 [J ] . 机械工程学报 , 2012 , 48 ( 20 ): 103 - 112 .

JIANG Y , ZHAO X J , GONG J W , et al . System design of self-driving in simplified urban environments [J ] . Journal of Mechanical Engineering , 2012 , 48 ( 20 ): 103 - 112 .

要婷婷 , 王迎春 , 韩双双 , 等 . 平行车联网——一种新型的车联网管理与控制系统框架及其应用 [C ] // 第九届全国平行控制会议,大连,中国 , 2017 .

YAO T T , WANG ▪ C , HAN S S , et al . Parallel vehicle networking-a new type of vehicle network management and control system framework and its application [C ] // The Ninth National Parallel Control Conference,Dalian,China , 2017 .

肖竹 , 王勇超 , 田斌 , 等 . 超宽带定位研究与应用:回顾和展望 [J ] . 电子学报 , 2011 , 39 ( 1 ): 133 - 141 .

XIAO Z , WANG ▪ C , TIAN B , et al . Research and application of ultra-wideband positioning:review and prospect [J ] . Acta Electronica Sinica , 2011 , 39 ( 1 ): 133 - 141 .

ZHU L , SUN S , MENZEL W . Ultra-wideband (UWB) bandpass filters using multiple-mode resonator [J ] . IEEE Microwave and Wireless Components Letters , 2005 , 15 ( 11 ): 796 - 798 .

YAN J , YANG X , LUO X , et al . Wireless network based formation control for multiple agents [J ] . International Journal of Control,Automation and Systems , 2014 , 12 ( 2 ): 415 - 421 .

方晨晨 . 基于 UWB 的自主跟随机器人定位方法 [J ] . 软件导刊 , 2016 , 15 ( 9 ): 127 - 129 .

FANG C C . UWB-based autonomous following robot positioning method [J ] . Software Guide , 2016 , 15 ( 9 ): 127 - 129 .

卫恒 , 吕强 , 王国胜 , 等 . 基于超宽带测距的异构移动机器人轨迹跟踪控制 [J ] . 北京航空航天大学学报 , 2018 , 44 ( 7 ): 1461 - 1471 .

WEI H , LV Q , WANG G S , et al . Trajectory tracking control of heterogeneous mobile robot based on ultra-wideband ranging [J ] . Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics , 2018 , 44 ( 7 ): 1461 - 1471 .

LV Q , WEI H , LIN H C , et al . Formation control of multi robot based on UWB distance measurement [C ] // 2018 Chinese Control and Decision Conference (CCDC) . IEEE , 2018 : 2404 - 2408 .

卢靖宇 , 余文涛 , 赵新 , 等 . 基于超宽带的移动机器人室内定位系统设计 [J ] . 电子技术应用 , 2017 , 43 ( 5 ): 25 - 28 .

LU J Y , YU W T , ZHAO X , et al . Design of indoor positioning system for mobile robot based on ultra-wideband [J ] . Application of Electronic Technique , 2017 , 43 ( 5 ): 25 - 28 .

MONDAL A , BEHERA L , SAHOO S R , et al . A novel multi-agent formation control law with collision avoidance [J ] . IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica , 2017 , 4 ( 3 ): 558 - 568 .

MAS I . Cluster space framework for multi-robot formation control [D ] . Santa Clara:Santa Clara University , 2011 .

ZHENG Y , WANG Q , SUN C . Adaptive consensus tracking of first-order multi-agent systems with unknown control directions [C ] // International Symposium on Neural Networks . Springer,Cham , 2018 : 407 - 414 .

闵颖颖 , 刘允刚 . Barbalat引理及其在系统稳定性分析中的应用 [J ] . 山东大学学报（工学版） , 2007 , 37 ( 1 ): 51 - 55+114 .

MIN ▪ Y , LIU ▪ G . Barbalat Lemma and its application in analysis of system stability [J ] . Journal of Shandong University (Engineering Science) , 2007 , 37 ( 1 ): 51 - 55+114 .

DONG X , HAN L , LI Q , et al . Time-varying formation tracking for second-order multi-agent systems with one leader [C ] // Chinese Automation Congress (CAC),2015 . IEEE , 2015 : 1046 - 1051 .

WANG Z , YANG C , DONG X , et al . Time-varying formation control for mobile robots:algorithms and experiments [C ] // Industrial Electronics Society,IECON 2017-43rd Annual Conference of the IEEE . 2017 : 7239 - 7244 .

PENG L , SHI L , CAO X , et al . Optimal attack energy allocation against remote state estimation [J ] . IEEE Transactions on Automatic Control , 2017

YAN Y , GALIAS Z , YU X , et al . Euler’s discretization effect on a twisting algorithm based sliding mode control [J ] . Automatica , 2016 , 68 : 203 - 208 .

浏览量

269

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于路径参数一致的水下机器人编队与避障控制