無人機機器人多智能體協(xié)同控制運動追蹤和位姿數(shù)據(jù)動作捕捉系統(tǒng)

近年來，無人機編隊逐步走進大眾視野，經(jīng)常在一些重大會議或活動上給大家?guī)硪粓鰣鲆曈X盛宴。多架無人機編隊技術(shù)在科研中被稱為“多智能體協(xié)同控制”，這種技術(shù)并不只應(yīng)用于表演性質(zhì)的無人機編隊，更是可以應(yīng)用于工業(yè)操作、*偵察、災(zāi)情救援、環(huán)境勘探、智能物流、智能農(nóng)業(yè)，和消費娛樂等方面。

      多智能體協(xié)同控制平臺可以為高校實驗室提供同構(gòu)和異構(gòu)智能體的控制算法驗證，為理論成果提供實驗支撐。這個平臺主要由定位系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)以及控制決策系統(tǒng)組成。

   為了解決定位系統(tǒng)精度和實時性的問題，平臺采用了NOKOV（度量）光學(xué)三維動作捕捉系統(tǒng)。精度可以達到亞毫米，延遲也在兩三個毫秒內(nèi)，能夠很好地滿足實時定位并將位姿信息通過無線WiFi 通信傳輸給各個智能體，從而實現(xiàn)各個智能體的定位。明確了智能體的位置之后，每個智能體身上的智能控制決策系統(tǒng)可以對多智能體的行動作出控制，從而實現(xiàn)整套系統(tǒng)的協(xié)同控制。

        通過Nokov光學(xué)動作捕捉系統(tǒng)提供的高精度位置數(shù)據(jù)，無人車協(xié)同控制無論是在靜態(tài)情況下還是動態(tài)行進狀態(tài)下，都能很好地完場自主編隊、跟隨等協(xié)同任務(wù)。在靜態(tài)情況下，偏移無人車會在位置數(shù)據(jù)更新后自動歸隊，完成自動列隊任務(wù)。在運動情景下，當(dāng)其中一輛無人車偏離預(yù)定的軌跡，不在編隊內(nèi)，Nokov光學(xué)動作捕捉系統(tǒng)會傳回位置信息，然后在位置信息更新后，偏離路徑的無人車會自動回歸編隊。

1、系統(tǒng)功能

　對機器人進行精確的運動追蹤和位姿數(shù)據(jù)采集（六自由度、關(guān)節(jié)角度等運動學(xué)數(shù)據(jù)）

■　實時反饋目標(biāo)位置、角度等數(shù)據(jù)，為機器人的位姿控制、運動規(guī)劃提供連貫、流暢的動作數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

■　可通過SDK 將數(shù)據(jù)輸入 Matlab、C++等軟件進行二次開發(fā)和應(yīng)用

機器人的運動控制和運動規(guī)劃

■　對機器人的運動、步態(tài)和位姿進行規(guī)劃與控制

■　對機器人運動規(guī)劃與控制方法的檢驗與驗證

■　“隨動機器人” 運動、步態(tài)和位姿的控制

2、系統(tǒng)組成

光學(xué)定位提供數(shù)據(jù)類型

? 位置、姿態(tài)等數(shù)據(jù)

? 偏航角（Yaw）、橫搖角（Roll）、俯仰角（Pitch）、四元數(shù)、歐拉角等數(shù)據(jù)

? 速度、加速度等基礎(chǔ)運動信息

? 目標(biāo)多智能體上任意部位的三維空間坐標(biāo)及整體的空間位置

? 每個智能體的速度、加速度及其相對距離、速度等數(shù)據(jù)

? 人體、動物或機器人的關(guān)節(jié)角度

解決方案

? 為無人機與機器人數(shù)據(jù)驅(qū)動與控制提供基礎(chǔ)運動數(shù)據(jù)

? 在機器人、無人機的運動規(guī)劃與控制方法的驗證中提供真值

? 為多智能體間的運動信息提供實時反饋

適用項目類型

? 空間飛行器控制、導(dǎo)航與制導(dǎo)

? 網(wǎng)絡(luò)集群與網(wǎng)絡(luò)化控制

? 多智能體編隊與協(xié)同

? 無人機的自主避障飛行與避障尋跡

? 無人機動作規(guī)劃與控制

3、適用機器人類型：

工業(yè)機器人

機械臂

康復(fù)機器人

仿生機器人

特種機器人

移動機器人

多足機器人

外骨骼機器人