Distributed control of multiagent robotic teams

Abstract

Группа планарных роботов с ограниченными скоростями и ускорениями передвигается в плоскости, содержащей непредсказуемо движущийся и изменяющийся сложный целевой объект. Роботы должны достигнуть и, затем, преследовать определённую динамическую кривую, зависящую от целевого объекта и окружающую его, а также достичь эффективного распределения вдоль данной кривой. В своей локальной системе координат каждый робот имеет доступ к собственному вектору скорости и может определить относительное положение других объектов в пределах заданного конечного диапазона видимости, а также ближайшую точку целевого объекта. Никакой робот не может различать других членов группы или контактировать с ними по средствам связи. Данная работа раскрывает условия, необходимые для выполнения поставленной задачи, и представляет новый децентрализованный распределенный закон управления, который решает данную задачу. В работе представлены доказательства глобальной сходимости закона управления и результаты компьютерной симуляции.

A group of speed- and acceleration-limited planar robots travels in a plane containing an unpredictably moving and deforming complex targeted object. The robots should reach and then subsequently track a specific object-dependent dynamic curve that encircles the object, and also achieve an effective self-distribution over it. In its local frame, every robot has access to its own velocity and is able to identify the relative coordinates of the objects within a given finite visibility range, as well as the nearest point of the object. The robots have no communication facilities and cannot distinguish between their neighbours. This thesis provides necessary conditions for the mission to be feasible and presents a new decentralized control law, which solves the mission. The global convergence of the control law is rigorously justified and confirmed via computer simulation tests.