Collision-Free Platooning of Mobile Robots through a Set-Theoretic Predictive Control Approach

要約

本稿では、入力制約のある移動ロボットの無衝突隊列走行制御を実現する制御ソリューションを提案する。
隊列走行ポリシーは、リーダーとフォロワーのアプローチに基づいており、リーダーは基準軌道を追跡し、フォロワーはエージェント間の遅延を伴ってリーダーのポーズを追跡します。
まず、リーダーとフォロワーの運動学モデルがフィードバック線形化され、小隊のエラー ダイナミクスと入力制約が特徴付けられます。
次に,隊列走行軌道追跡制御問題に対処するために集合論的モデル予測制御戦略を提案した。
エージェント間の衝突回避を保証するために、アドホック衝突回避ポリシーも提案されています。
最後に、提案された制御アーキテクチャの有効性が、Khepera IV 差動駆動ロボットの編成で実行される実験を通じて検証されます。

要約(オリジナル)

This paper proposes a control solution to achieve collision-free platooning control of input-constrained mobile robots. The platooning policy is based on a leader-follower approach where the leader tracks a reference trajectory while followers track the leader’s pose with an inter-agent delay. First, the leader and the follower kinematic models are feedback linearized and the platoon’s error dynamics and input constraints characterized. Then, a set-theoretic model predictive control strategy is proposed to address the platooning trajectory tracking control problem. An ad-hoc collision avoidance policy is also proposed to guarantee collision avoidance amongst the agents. Finally, the effectiveness of the proposed control architecture is validated through experiments performed on a formation of Khepera IV differential drive robots

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