基于多机器人系统的立体化搜救问题研究

本项目提出一种陆空立体化混杂编队方法。主要从耦合队形的稳定性、队形切换与优化策略来改善现有编队技术的不足。将由单类多机器人系统，向空中、水下、水面甚至空间等异类多机器人发展，从现有的两维空间编队技术到三维空间编队技术发展。本项目主要研究编队的编队问题。即，总编队由若干个相互紧密耦合的子编队组成，这是一个天然分层结构的混杂控制问题。我们采用分布式混杂控制框架来研究陆空立体化混杂编队耦合队形的稳定性问题。鉴于陆空立体化混杂编队问题涉及到一种复杂的异类多个体系统，并且在运动过程中个体之间的关联拓扑结构有可能不断变化，我们将采用微分包含以及相关非光滑分析等理论工具研究此类复杂动态行为和系统稳定性。并采用分层次优化方法来处理带有约束问题的多目标优化问题，从而解决耦合队形下的队形切换与优化问题。该方法是对多机器人编队理论的一次有益的探索，具有很高的理论研究与应用价值。