Strategy Based on Multiple Objectives and Null Space for the Formation of Mobile Robots and Dynamic Obstacle Avoidance

Abstract

En este trabajo se presenta un nuevo algoritmo para el control de formación flexible de robots móviles basado en múltiples objetivos de control. La estrategia contempla el uso del espacio nulo de una matriz Jacobiana para el control de forma y postura. La estrategia de evasión de obstáculos está basada en la definición de energía potencial ficticia. Se establece como objetivo primario el control de forma y evasión de obstáculos, y como objetivo secundario el control de postura y seguimiento de trayectoria de la formación de los robots. Se analiza la estabilidad de los controladores implementados y se presentan los resultados obtenidos por simulación que muestran el correcto desempeño de los controladores.

In this paper, a new algorithm for controlling mobile robot flexible formation based on multiple control objectives is presented. The strategy includes the use of null space for shape and posture control. The obstacle avoidance strategy is based on the definition of fictitious potential energy. The primary objective established is to shape control and obstacle avoidance, whereas the secondary objective includes the posture control and trajectory tracking of the robot formation. Stability analysis of the proposed control system is proven. Simulation results show the performance of the proposed controllers.