基于導(dǎo)引律的三維空間跟蹤、隊(duì)列和聚集問(wèn)題研究.pdf

1、基于導(dǎo)引律，利用輪式移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行跟蹤、攔截移動(dòng)目標(biāo)是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。二維空間中機(jī)器人導(dǎo)引律方法眾多。研究三維空間導(dǎo)引控制問(wèn)題時(shí)，面臨模型復(fù)雜化、對(duì)應(yīng)多個(gè)控制變量設(shè)計(jì)控制策略等挑戰(zhàn)，因此，本文提出三維空間導(dǎo)引律進(jìn)一步研究跟蹤、隊(duì)列和聚集問(wèn)題。
　　 本文針對(duì)跟蹤、隊(duì)列和聚集問(wèn)題研究，提出了幾種三維空間導(dǎo)引律算法。主要工作和貢獻(xiàn)包括以下幾個(gè)方面:
　　 1.針對(duì)三維空間中追蹤器追擊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)問(wèn)題，提出了視線導(dǎo)引律算法。控

2、制策略是保持追蹤器位于觀測(cè)器和目標(biāo)之間。視線導(dǎo)引律下，追蹤器始終處于觀測(cè)器和目標(biāo)的瞬時(shí)連線上?；谔岢龅囊暰€導(dǎo)引律，三維空間下追蹤器可成功追擊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。與純比例導(dǎo)引律相比較，視線導(dǎo)引律下追擊時(shí)間優(yōu)先于純比例導(dǎo)引律。考慮存在傳感器噪聲時(shí)，給定的視線導(dǎo)引律結(jié)合擴(kuò)展卡爾曼濾波算法可以提高跟蹤精度。
　　 2.針對(duì)三維空間追蹤器隊(duì)列控制的問(wèn)題研究，提出了速度追蹤導(dǎo)引律、偏置追蹤導(dǎo)引律和比例導(dǎo)引律。基于相鄰兩追蹤器間相對(duì)距離、視線俯仰角和

3、視線偏航角建立動(dòng)態(tài)方程，利用三種導(dǎo)引律推出分布式控制策略，實(shí)現(xiàn)隊(duì)列控制?；谄米粉檶?dǎo)引律，進(jìn)一步研究實(shí)現(xiàn)三角隊(duì)形控制?？紤]存在傳感器噪聲時(shí)，給定的導(dǎo)引律結(jié)合卡爾曼濾波算法可以提高隊(duì)列控制精度。
　　 3.利用提出的速度追蹤導(dǎo)引律和偏置追蹤導(dǎo)引律，研究三維空間下追蹤器和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)間跟蹤控制問(wèn)題。未考慮傳感器噪聲時(shí)，追蹤器常距離跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，改變控制方法進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)追蹤器追擊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。考慮存在傳感器噪聲時(shí)，利用標(biāo)量加權(quán)下的最優(yōu)信息融合