無人機(jī)機(jī)器人多智能體協(xié)同控制運(yùn)動(dòng)追蹤和位姿數(shù)據(jù)動(dòng)作捕捉系統(tǒng)
近年來，無人機(jī)編隊(duì)逐步走進(jìn)大眾視野，經(jīng)常在一些重大會議或活動(dòng)上給大家?guī)硪粓鰣鲆曈X盛宴。多架無人機(jī)編隊(duì)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(jī)編隊(duì)，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(fèi)娛樂等方面。
多智能體協(xié)同控制平臺可以為高校實(shí)驗(yàn)室提供同構(gòu)和異構(gòu)智能體的控制算法驗(yàn)證，為理論成果提供實(shí)驗(yàn)支撐。這個(gè)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(shí)時(shí)性的問題，平臺采用了NOKOV（度量）光學(xué)三維動(dòng)作捕捉系統(tǒng)。精度可以達(dá)到亞毫米，延遲也在兩三個(gè)毫秒內(nèi)，能夠很好地滿足實(shí)時(shí)定位并將位姿信息通過無線WiFi 通信傳輸給各個(gè)智能體，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)智能體的定位。明確了智能體的位置之后，每個(gè)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(dòng)作出控制，從而實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)的協(xié)同控制。
通過Nokov光學(xué)動(dòng)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(dòng)態(tài)行進(jìn)狀態(tài)下，都能很好地完場自主編隊(duì)、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(dòng)歸隊(duì)，完成自動(dòng)列隊(duì)任務(wù)。在運(yùn)動(dòng)情景下，當(dāng)其中一輛無人車偏離預(yù)定的軌跡，不在編隊(duì)內(nèi)，Nokov光學(xué)動(dòng)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(dòng)回歸編隊(duì)。
1、系統(tǒng)功能
對機(jī)器人進(jìn)行精確的運(yùn)動(dòng)追蹤和位姿數(shù)據(jù)采集（六自由度、關(guān)節(jié)角度等運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)）
■ 實(shí)時(shí)反饋目標(biāo)位置、角度等數(shù)據(jù)，為機(jī)器人的位姿控制、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃提供連貫、流暢的動(dòng)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(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用
機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
■ 對機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)、步態(tài)和位姿進(jìn)行規(guī)劃與控制
■ 對機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制方法的檢驗(yàn)與驗(yàn)證
■ “隨動(dòng)機(jī)器人” 運(yùn)動(dòng)、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(yùn)動(dòng)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(gè)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(dòng)物或機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度
解決方案
? 為無人機(jī)與機(jī)器人數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與控制提供基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)
? 在機(jī)器人、無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制方法的驗(yàn)證中提供真值
? 為多智能體間的運(yùn)動(dòng)信息提供實(shí)時(shí)反饋
適用項(xiàng)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(duì)與協(xié)同
? 無人機(jī)的自主避障飛行與避障尋跡
? 無人機(jī)動(dòng)作規(guī)劃與控制
3、適用機(jī)器人類型：
工業(yè)機(jī)器人
機(jī)械臂
康復(fù)機(jī)器人
仿生機(jī)器人
特種機(jī)器人
移動(dòng)機(jī)器人
多足機(jī)器人
外骨骼機(jī)器人
