第 卷 第 期
年 月
北 京 工 业 大 学 学 报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＢＥＩＪＩＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ Ｎｏ
Ｍａｙ
基 于 角 度 优 先 的 多 机 器 人 围 捕 策 略
陈阳舟 王文星 代桂平
北京工业大学 电子信息与控制工程学院 北京
摘要 以多机器人围捕为研究对象分析了围捕机器人的分布对围捕效率的影响通过对围捕机器人与目标机
器人角度关系的分析结合围捕成功的条件提出了一种基于角度优先的围捕策略即在形成包围圈实施围捕过程
中优先考虑各机器人间的角度关系最后采用 ＭｕＲｏＳ Ｍｕｌｔｉ Ｒｏｂｏｔ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ 仿真平台进行仿真对比研究结果
表明该策略可以在一定程度上提高围捕成功率减少围捕消耗时间
关键词 多机器人围捕 包围圈 角度优先
中图分类号 ＴＰ 文献标志码 Ａ 文章编号
Ｈｕｎｔｉｎｇ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉｍｏｂｉｌｅ Ｒｏｂｏｔｓ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｎｇｌｅ Ｆｉｒｓｔ
ＣＨＥＮ Ｙａｎｇｚｈｏｕ ＷＡＮＧ Ｗｅｎｘｉｎｇ ＤＡＩ Ｇｕｉｐｉｎｇ
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｍｕｌｔｉｒｏｂｏｔ ｈｕｎｔｉｎｇ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｏｆ ｈｕｎｔｅｒｓ ｏｎ ｈｕｎｔｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙＢｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ａｎｇｌｅｓ ｍａｄｅ ｂｙ ｒｏｂｏｔｓ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ
ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｃａｐｔｕｒｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｒｏｂｏｔ ａｎ ａｎｇｌｅ ｆｉｒｓｔ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｔｈａｔ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ａｎｇｌｅｓ ｍａｄｅ ｂｙ ｔｈｅ ｒｏｂｏｔｓ ｉｎｔｏ
ａｃｃｏｕｎｔ ｆｉｒｓｔ ｗｈｅｎ ｈｕｎｔｅｒｓ ｓｕｒｒｏｕｎｄ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｒｏｂｏｔ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄＦｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｖｉｒｔｕｅ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ
Ｒｏｂｏｔ Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓ ｒａｔｉｏ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｃｏｓｔ ｉｓ ｃｕｔ ｄｏｗｎ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｍｕｌｔｉｒｏｂｏｔｓ ｈｕｎｔｉｎｇ ｓｕｒｒｏｕｎｄ ａｎｇｌｅ ｆｉｒｓｔ
收稿日期
基金项目 国家自然科学基金资助项目 国家自然科学基金国际合作资助项目 教育部博士点基
金资助项目
作者简介 陈阳舟 男 教授 主要从事混杂动态系统智能交通信息处理与控制车车 车路协同控制方面的研究
Ｅｍａｉｌ ｙｚｃｈｅｎｂｊｕｔｅｄｕｃｎ
在理论研究和实际应用的双重需求的推动下
多机器人协作已经成为多机器人学的研究热点之
一多机器人协作即组织多个机器人去完成某种
任务关键问题是寻找多机器人之间进行有效合作的
策略围捕是多机器人协作中的典型任务之一
目前多移动机器人的协作控制可分为 种方
法基 于 模 型的 控 制 方法 和 基 于行 为 的 控制 方
法
基于行为的控制方法的基本思想是为机器人
规定一些基本的期望行为通过基本行为的组合产
生协调行为
反应式控制结构对各种基本行为求
出控制变量然后进行矢量累加得到综合的控制变
量与基于模型的控制方法相比
该方法的灵活
性较好采用模块化设计对于不同的要求及环境需
求易于重构且适合动态开放的环境采用反应式
控制结构实施围捕主要工作是设计各围捕机器人
的行为使其最终运动目标是对目标机器人实施包
围从几何上看期望围捕机器人形成一个以目标
机器人为中心的正多边形围捕任务是巡逻军事
对抗等任务的具体形式围捕效率尤其重要针对
围捕效率Ｃａｏ 等
采用基于可调领导者的包围圈
收缩方法抓捕目标机器人苏治宝等
采用伏击策
略将目标机器人驱入最佳围捕区然后再实施智能
围捕策略完成围捕任务王巍等
提出了虚拟范
围 的概念通过这种方法可以减少动态规划次
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