领航跟随型编队（十）编队实验视频

实验一：圆形轨迹下编队生成与保持实验如图 5-19 所示，两个机器人完成从随机状态形成编队并沿圆形轨迹保持编队运行，且图中下方的窗口动态显示编队的运行情况。领航机器人初始信息：坐标(0.5m,0m)，线速度 0.05 / r m s 。跟随机器人初始信息：坐标(0.5m,1.5m)，两个机器人完成相对 0.3 l m  的距离队形运行。从图 5-19 中可以看出，在大约前 25s 内，多移动机器人从初始离散状态，在 BSMC 控制器的作用下，生成期望队形并且沿圆形轨迹运动。在动态编队过程的早期时间段，由于实时位置距离编队所需的理想位姿较远，跟随机器人的线速度和角速度的变化都很大，大致在第 20s 时，队形形成，并在此后，保持该队形运行。虽然机器人通信过程会出现延时、盲连、运动不连续等现象，但最终两个 follower 都可以通过所用运动控制器及时调整，形成编队并保持编队前行。

实验二：编队队形变换实验实验过程如图 5-20 所示，三个机器人完成从随机状态形成三角形编队并在外界干扰下沿直线轨迹保持编队运行。领航机器人初始信息：坐标(3.24m,2.29m)，运动方向 . /2leader    ，线速度 0.05 / r m s   ，角速度。跟随机器人初始信息：follower1 的坐标(2.61m,1.96m)，方向 1. /2 follower    ，follower2 的坐标(3.83m,2.10m)，方向 2. /2follower    。三个机器人在运行过程中完成 0.3 l m  的正三角形编队。从图下方的实时动态显示窗口可以看出，在 BSMC 控制器的作用下，多移动机器人可从初始无序状态生成期望编队队形 l=0.3m 的正三角形，并保持队形前行。在运行过程中能够完成从 l=0.3m 至 l=0.6m 的正三角形的编队队形的切换，t=50s-80s 左右，并且在此过程中机器人并未出现掉队的现象。从所附视频中可以看出，变换队形时，follower1 与 follower2 的角速度与线速度会发生较大跳变，这是由于瞬间队形的改变，导致距离误差过大造成的，当每一次队形变换结束后，线速度与角速度均会趋于稳定，均与 leader 保持相同的速度运动，达到一致性。

实验三：外界干扰下编队队形保持实验

实验过程如图 5-21 所示，三个机器人完成从随机状态形成三角形编队并在外界干扰下沿直线轨迹保持编队运行。领航机器人初始信息：坐标(3.24m,2.29m)，运动方向 . /2leader    ，线速度 0.05 / r m s   ，角速度。跟随机器人初始信息：follower1 的坐标(2.61m,1.96m)，方向 1. / 2 follower    ，follower2 的坐标(3.83m,2.10m)，方向 2. / 2follower    。三个机器人在运行过程中完成 0.3 l m  的正三角形编队。从图下方的实时动态显示窗口可以看出，领航机器人和跟随机器人通过 MPU-6050 和室内定位系统实时获取他们的实际位置，然后跟随机器人使用基于 TCP 服务器的无线通信单元 ESP8266 与领航机器人进行通信，得到领航机器人的位姿，并计算自己的理想位姿。在 BSMC 控制器的作用下计算其控制输入，多移动机器人可从初始无序状态生成期望编队队形即 l=0.3m 的正三角形，并保持队形前进如前 30s。在 T=32s 和 T=50s 时，跟随者 1 受外部干扰，为恢复理想队形，跟随机器人 1 重新计算控制输入，在此过程中与跟随者 2 相比，其速度快速变化，但最终三者速度趋近一致，达到所需期望的三角形队形 l=0.3m。在整个动态变换队形的这个过程中，受外部干扰的机器人变化剧烈，但其他机器人并未受到明显影响。

以上实验视频归本教研室所有，非个人。

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