群集分布式协作与目标跟踪的理论与动力学分析

The cooperative control of multiple autonomous robots is one of the most important research directions in the system and contol field internationally. This project, based on the traditional research topics of this field, considers the cooperative moving-target tracking of multiple autonomous robots, which includes the system modeling, theory, analysis, and the physical prototyping of the system. The main contents of the project are that: 1) the system modeling, and analysis, 2) design of different tracking modes and the correspondingly cooperative strategies of robots, 3) the evolution of the dynamics of the system, stability analysis, motion patterns of the robots, 3) finally the physical prototyping of the system. The research is important for the development of cooperative control of multiple robots in either theory analysis and applications.

群集系统自组织协作是国际控制领域的前沿问题。本项目在传统群集协作控制研究的基础上，引入对移动目标的协同跟踪，深入研究以群集协作为基础的目标分布式协同跟踪的设计理论与方法，以及系统演化动力学行为的理论分析与系统原型设计，该研究在群集协作和未来无人化战争等方面，具有重要的理论和潜在应用价值。本项目的主要研究内容： 1）深入研究群集的目标分布式协同跟踪的分析建模、设计理论与方法，2）探讨机器人群集不同的协同跟踪模式和运动策略，设计相应的协同跟踪技术，探讨提出衡量目标分布式协同跟踪的量化标准，3）深入分析系统的演化动力学行为、跟踪稳定性、运动特征和运动形态，4）在理论分析基础上，进行多自主移动机器人群集的分布式控制和跟踪的原型设计，建立硬件机器人群集和目标跟踪系统。本项目在对群集协同跟踪的理论研究、原型系统设计和相关应用研究方面，具有重要的基础意义。

集群系统的协作控制是当前国际上系统与控制领域的前沿研究问题。本项目主要考虑集群分布式协作与目标跟踪的理论与动力学分析。本项目的主要研究内容是：1）研究集群的分布式协作的演化动力学行为的分析建模，2）集群分布式目标跟踪的理论与动力学分析，对集群演化的稳定性、运动特征和运动形态（包括可能稳定的和动态的运动形态）进行理论分析。目前已经发表SCI论文15篇（其中国际顶级期刊论文14篇），包括理论分析、系统设计、应用原型系统；另有若干论文已经录用或在审稿中，5件专利申请已经受理。本项目对集群的理论研究、应用研究和原型系统都具有意义，为进一步的研究奠定基础。