引用本文:曹雨,刘山.基于单应性矩阵的移动机器人编队跟随控制[J].控制理论与应用,2019,36(9):1382~1390.[点击复制]
CAO Yu,LIU Shan.Homography-based platooning control of mobile robots[J].Control Theory and Technology,2019,36(9):1382~1390.[点击复制]
基于单应性矩阵的移动机器人编队跟随控制
Homography-based platooning control of mobile robots
摘要点击 1838  全文点击 750  投稿时间:2018-03-19  修订日期:2019-06-06
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DOI编号  10.7641/CTA.2019.80193
  2019,36(9):1382-1390
中文关键词  视觉伺服  移动机器人  编队跟随  单应性  速度估计
英文关键词  visual servo  mobile robots  platooning control  homography  velocity estimation
基金项目  浙江省公益技术应用研究项目
作者单位邮编
曹雨 浙江大学 控制科学与工程学院 310027
刘山* 浙江大学 控制科学与工程学院 310027
中文摘要
      本文针对以领航-跟随模型为代表的移动机器人编队系统提出了一种基于单应性的编队跟随控制方案,在给定理想队形间隔距离和理想期望图像的前提下,利用单应性矩阵构造可反映理想队形中跟随机器人实时位姿的虚拟机器人,将原先的编队问题转化为对虚拟机器人的轨迹跟踪问题。编队跟随过程中,领航机器人的速度采用估计的方式,利用单应性与速度之间的关系模型以及跟随机器人的实时速度能较为准确的估计领航速度,从而避免采用局部通信的方式,节省了编队实验成本。最后本文进行的半实物仿真以及实物实验均可验证所提出的编队跟随算法包括速度估计方法的实际有效性。
英文摘要
      In this paper, a homography-based strategy of platooning control is proposed for mobile robots formation system represented by leader-follower model. Given the distance between ideal formation and desired image, a virtual robot that reflects the real-time position of the follower in ideal formation can be constructed by homography matrix and the original platooning problem will be transformed into the trajectory tracking problem. In the process of platooning, the leader robot’s velocity can be estimated accurately by using the follower’s real-time velocity and the model between homography and velocity, thus avoiding the use of local communication, saving platooning experimental costs. Finally, the semi-physical simulation and the experiments in this paper can verify the effectiveness of the proposed platooning strategy including the velocity estimation method.