技術(shù)特征：

1.一種群體移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人控制方法，本方法的核心思想是令物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人的控制函數(shù)中包含時(shí)間項(xiàng)，使其成為關(guān)于時(shí)間的函數(shù)，當(dāng)時(shí)間改變時(shí)控制函數(shù)也隨之變化；此外，考慮到實(shí)際的機(jī)器人群體中存在成員分工不同及通信延遲，允許各機(jī)器人個(gè)體在同一時(shí)間點(diǎn)受不同函數(shù)驅(qū)動(dòng)，以此進(jìn)一步增加算法靈活性；其特征在于：

以下給出算法實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)：

設(shè)集合S_V＝{(V_x1+V_y1),(V_x2+V_y2),…,(V_xn+V_yn)}代表位置移動(dòng)類控制函數(shù)集，V_x1,V_x2,…,V_xn為不同類型的關(guān)于位置的函數(shù)，用于指定機(jī)器人在二維空間中向x軸方向的位移，V_y1,V_y2…,V_yn同上，用于指定y軸方向的位移；設(shè)集合S_O＝{O₁,O₂,…,O_m}代表其它類型控制函數(shù)集，O₁,O₂,…,O_m為控制機(jī)器人實(shí)現(xiàn)除位置移動(dòng)外的某種特定功能的控制函數(shù)；令S＝{C_t1E₁,C_t2E₂,…,C_tNE_N}代表各種子控制函數(shù)的集合，其中1≤N≤m+n，E₁,E₂,…,E_N表示不同類型的子控制函數(shù)，各函數(shù)均應(yīng)取自S_V或S_O，即E_i∈S_V∪S_O,1≤i≤N，參數(shù)用于引入時(shí)間變量t；在任意時(shí)刻t，作用在某機(jī)器人個(gè)體上的控制函數(shù)f(t)表示為：

$f\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{C}_{ti}{E}_i$

上式表示在任意時(shí)刻t，作用于一個(gè)可控機(jī)器人個(gè)體上的子控制函數(shù)有且只有一個(gè)，t₀,t₁,…,t_N將時(shí)間分為N段，當(dāng)t從t₀到t_N變化時(shí)，集合S中的子控制函數(shù)將在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)依次對(duì)機(jī)器人個(gè)體產(chǎn)生作用，輪流主導(dǎo)機(jī)器人行為。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種群體移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人控制方法，其特征在于：合理規(guī)劃集合S中的子控制函數(shù)實(shí)現(xiàn)豐富的、隨時(shí)間變化的控制功能；任何能夠控制機(jī)器人實(shí)現(xiàn)某種特定功能的控制函數(shù)均可作為集合S中的子控制函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種群體移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人控制方法，其特征在于：除提前規(guī)劃外，集合S中的子控制函數(shù)還可實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地進(jìn)行增減，以滿足復(fù)雜多變的實(shí)際工作需求。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種群體移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人控制方法，其特征在于：任何能夠控制機(jī)器人實(shí)現(xiàn)某種特定功能包括但姿態(tài)調(diào)整、數(shù)據(jù)采集、通信及各類與周圍環(huán)境交互的動(dòng)作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種群體移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人控制方法，其特征在于：本方法應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人控制時(shí)基本控制流程如下，

S1.物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人接收外部指令，規(guī)劃任務(wù)及任務(wù)時(shí)間，即構(gòu)建或修改控制函數(shù)集合S；

S2.根據(jù)規(guī)劃準(zhǔn)備一項(xiàng)新任務(wù)，即設(shè)置或變更控制函數(shù)，任何控制函數(shù)都應(yīng)取從上一步中構(gòu)建或修改的控制函數(shù)集合S中選取；

S3.執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)，即機(jī)器人在當(dāng)前控制函數(shù)作用下行動(dòng)；

S4.檢查是否有修改指令的請(qǐng)求，即是否需要修改或重建控制函數(shù)集合S；若為是，則轉(zhuǎn)至步驟S1，若為否，則繼續(xù)下一步；

S5.判斷當(dāng)前任務(wù)是否已耗盡預(yù)定時(shí)間，即是否已超出當(dāng)前控制函數(shù)作用的時(shí)間范圍；若為是，則進(jìn)行下一步，若為否，則轉(zhuǎn)至步驟S3繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)；

S6.判斷當(dāng)前任務(wù)是否為預(yù)定的最后一項(xiàng)任務(wù)；若為是，則流程結(jié)束，若為否，則轉(zhuǎn)至S2準(zhǔn)備下一項(xiàng)任務(wù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種群體移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人控制方法，其特征在于：物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人集群運(yùn)動(dòng)控制中，當(dāng)個(gè)體間同時(shí)存在吸引及排斥的相互作用時(shí)，每個(gè)個(gè)體能夠在特定距離下達(dá)到受力平衡，而這可以成為群體構(gòu)成穩(wěn)定陣型的保障，建立如下控制函數(shù)模型：

$V_{\mathrm{xi}}=\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\frac{k_j^{\left(i\right)}(x_j-x)}{\sqrt{{(x_i-x)}^2+{(y_j-y)}^2}}\stackrel{\→}{\mathrm{\ι}}$

$V_{\mathrm{xi}}=\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\frac{k_j^{\left(i\right)}(y_j-y)}{\sqrt{{(x_{\text{j}}-x)}^2+{(y_j-y)}^2}}\stackrel{\→}{j}$

V_xi,V_yi分別用于指定機(jī)器人沿x軸和y軸方向的位移，分別為x軸和y軸方向的單位向量，x,y為該機(jī)器人的當(dāng)前坐標(biāo)，x_j,y_j代表該機(jī)器人附近其他第j個(gè)機(jī)器人的坐標(biāo)，如果該機(jī)器人附近有M個(gè)其他機(jī)器人，則j為1到M之間的整數(shù)；k為比例系數(shù)，當(dāng)該機(jī)器人互相位于對(duì)方的吸引區(qū)內(nèi)時(shí)，引力占主導(dǎo)地位，相應(yīng)的k應(yīng)取一負(fù)數(shù)，當(dāng)機(jī)器人間距在平衡區(qū)內(nèi)時(shí)，兩機(jī)器人間無(wú)互相作用力，k為0，否則斥力占主導(dǎo)地位，k取一正數(shù)；設(shè)定不同的引力區(qū)，平衡區(qū)及排斥區(qū)范圍即可實(shí)現(xiàn)不同的控制效果；

現(xiàn)考慮如下情形：在二維環(huán)境中隨機(jī)放置若干物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人，個(gè)體在t₀時(shí)刻處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)控制函數(shù)表示為:

V_x1＝0

V_y1＝0

在時(shí)間點(diǎn)t₁時(shí)各物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人接收外部指令進(jìn)行必要的初始化設(shè)置，在t₂完成操作，本階段控制函數(shù)設(shè)為O₁；

之后各機(jī)器人根據(jù)指令執(zhí)行聚攏操作，此階段控制函數(shù)取為：

$V_{\mathrm{xi}}=\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\frac{k_j^{\left(i\right)}(x_j-x)}{\sqrt{{(x_i-x)}^2+{(y_j-y)}^2}}\stackrel{\→}{\mathrm{\ι}}$

$V_{y2}=\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\frac{k_j^{\left(2\right)}(y_j-y)}{\sqrt{{(x_j-x)}^2+{(y_j-y)}^2}}\stackrel{\→}{j}$

$k_j^{\left(2\right)}=\left\{\begin{array}{cc}-6,& d_j\<10\\ 0,& 10\≤d_j\≤30\\ 2,& d_j\≥30\end{array}\right.$

的取值表示當(dāng)受控機(jī)器人與周圍第j個(gè)機(jī)器人的間距d_j<10時(shí)兩個(gè)體相互排斥，d_j≥30時(shí)兩個(gè)體相互吸引，排斥作用強(qiáng)于吸引作用以避免碰撞；聚攏完成后希望各個(gè)體有序分散，重新構(gòu)成相對(duì)松散的陣型，設(shè)這一行為在時(shí)間點(diǎn)t₃開(kāi)始，t₄點(diǎn)結(jié)束，則此階段控制函數(shù)可取為：

$V_{x3}=\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{k_j^{\left(3\right)}(x_j-x)}{\sqrt{{(x_i-x)}^2+{(y_j-y)}^2}}\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&iota;}}$

$V_{y3}=\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{k_j^{\left(3\right)}(y_j-y)}{\sqrt{{(x_j-x)}^2+{(y_j-y)}^2}}\stackrel{\&RightArrow;}{j}$

$k_3=\left\{\begin{array}{cc}-6,& d_j\&lt;60\\ 0,& 60\&le;d_j\&le;90\\ 2,& d_j\&GreaterEqual;60\end{array}\right.$

綜合考慮以上各階段函數(shù)，令S_V＝{(V_x1+V_y1),(V_x2+V_y2),(V_x3+V_y3)}為位置移動(dòng)類控制函數(shù)集，S_O＝{O₁}為其他類型控制函數(shù)集，則S＝{C_t1E₁,C_t2E₂,C_t3E₃,C_t4E₄}，其中

E₃＝(V_x2+V_y2),在任意時(shí)刻t，作用在某機(jī)器人個(gè)體上的控制函數(shù)表示為：

$f\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{4}{\&Sigma;}}{C}_{ti}{E}_i$

上述控制函數(shù)作用于物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)集群陣型控制。