Merging and splitting triangularly angle rigid formations

Zhengyang Liu

doi:10.1016/j.automatica.2026.112905

Merging and splitting triangularly angle rigid formations

2026-03-13

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AI

DOI：10.1016/j.automatica.2026.112905

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近年来，基于图刚性理论的多智能体编队控制受到了广泛关注，并已成为一个热门的研究课题。当多智能体编队通过复杂障碍物环境时，一种相对固定和刚性的编队可能不再适用。为了使由移动智能体组成的编队能够高效地通过此类环境，我们研究了编队的分裂与合并。首先，我们采用一组内角约束来描述期望的编队形状，这相较于距离或方位刚性编队具有更多的运动自由度。为确保两个角刚性子编队能够合并为一个角刚性编队，我们开发了一种顶点顺序约简方法，该方法可找到需要添加到两个角刚性子编队中的角约束。基于开发的顶点约简方法，编队分裂问题以类似但反向的方式得到解决。其次，我们设计了一种分布式算法以实现顶点顺序约简过程。考虑到冗余刚性编队在许多实际场景中具有高鲁棒性，我们还设计了构建和合并冗余角刚性编队的方法。最后，我们为移动智能体群体设计了一种编队控制律，以实现编队的合并与分裂任务。仿真示例验证了所提出的编队控制律以及合并与分裂方法的有效性。

Keyword:

formation control

graph rigidity

multi-agent systems

angle rigid formations

formation splitting and merging

Merging and splitting triangularly angle rigid formations

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