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基于雁阵变换的微型扑翼飞行机器人集群行为控制方法
作者姓名:丁伟  张峰  宋敏  崔龙  王宏伟  刘钊铭  缪磊
作者单位:1.沈阳工程学院自动化学院110136;2.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室110169;
基金项目:国家自然科学基金合作计划资助项目(U2013208);辽宁省自然科学基金资助项目(2022KF1212)。
摘    要:为了解决微型扑翼飞行机器人集群编队目标搜索覆盖效率、避障通过性和多机控制等难题,实现扑翼飞行机器人集群编队的智能控制,提出了基于雁阵变换的扑翼飞行机器人集群行为控制方法。利用仿生集群行为控制函数的参数化特性,实现了飞行机器人编队的队形变换和角度控制;搭建了多扑翼飞行机器人实验系统,并在多种情况下设计基于仿生行为的多扑翼飞行机器人集群控制方法实验。最终的实验结果验证了方法的可行性和有效性。与传统的多飞行机器人实时控制方法相比,所提方法大幅提升了集群编队的搜索覆盖效率和避障通过率,在某些作业环境条件下,搜索覆盖率可提升50%以上,障碍通过率可提升60%以上。同时,创新点体现在将雁阵变换应用于多扑翼飞行机器人集群编队控制和将仿生集群行为控制应用于扑翼飞行机器人集群控制两个方面。

关 键 词:扑翼飞行机器人  雁阵变换  仿生集群行为控制  多机器人  机器人行为  编队控制
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