对队形控制的思考
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对队形控制的思考页数:6
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介绍3种经典的编队控制方法页数:1
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群组动画中的队形约束与控制方法页数:8
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机器人队形控制中的二叉树方法页数:4
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无人机编队队形保持控制器的分散设计方法页数:6
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团队CGF行进中的队形控制方法页数:3
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队列队形教学反思简短集锦(5篇)
队列队形教学反思简短集锦(5篇)队列队形教学反思简短篇1在队列队形教学中我除了关注学生练习以外，更关注学生展示，向那些平时注意力不集中的学生提前布置任务，例如:体育教师教队列前，提前布置任务，教授后要指定的某些学生展示队列动作。
在这种善意的压力下，全体学生会全神贯注地跟教师学练;根据学生能力，激发学生兴趣进行教学。
例如:在进行原地踏步、立定的教学中，我尝试过很多方法，不是练习次数多了，学生厌烦。
就是方法不适合学生，总感觉教学效果不理想。
最近，我针对学生能分辨左右方向的状况，引导学生从左右脚的交替时开始数数。
此方法引起学生较大的兴趣。
使学生很快就学会了踏步走、立定的动作方法。
巧用评价和幽默，评价是调动学生学练的动力，教师要学会打破常规的束缚，例如:在报数教学中，提出记得摆头还原的重要性，并用幽默动作模仿出各个学生的动作，让学生在欢笑中明白应该怎样练习，课堂气氛和教学效果前所未有的好。
队列队形教学反思简短篇2在进行低年级稍息、立正、向左右转法的教学时，我采用了唱游教学的形式，如：教立正时，在讲解示范动作的基础上学生边说顺口溜，边做练习。
“你不动，我不动”学生用手指指对方，指指自己。
“看谁的立场最坚定”双手在胸前击掌一次，然后放在体侧站好；稍息时，说到：“你也好，我也好，看谁稍息做得好”用手指指对方，指指自己，然后击掌一次两手背后，作出稍息的动作；教向左右转法时，以说歌谣的形式边说边辨认左右方向。
如：伸出左手去、收回左手来，伸出左手摇一摇，马上收回来。
用同样的方法在反复辨认的基础上，再学习向左右转法，学生能很快的掌握稍息、立正、左右转法的动作方法。
学生在游中学、乐中学、玩中学，在音乐旋律的伴奏下练习队列，能促进感觉和知觉的心理机制。
提高大脑皮层的兴奋水平，动员想象力，能马上进入情境，接受动作快。
心情愉快的锻炼，不感觉疲劳，不觉得呆板，同时学生的情趣也得到了满足。
这样感知效果好，技能训练加强了学生的注意力，激发了学习动机，又能有效的提高掌握动作的准确性与身体技能的发展，同时还能相应的改善大脑的机能，使大脑对外界信息刺激的接受传导和反映更加迅速准确，以利于发展思维敏捷性和身体协调能力，从而达到良好的教学效果。
早操排队队形设计理念
早操排队队形设计理念
早操是一种早上集体健身活动，通过一系列的体操动作来调动身体各个部位的肌肉，促进血液循环，增强机体的协调性和灵活性。
为了让早操活动更加有序、美观和富有创意，可以设计不同的队形。
队形设计理念是指在设计早操队形时要考虑的一些原则和思路。
下面是我对早操队形设计的一些理念：
1. 简洁明了：早操队形的设计应该简洁明了，能够一目了然地把整个队形展现出来。
避免过于复杂的动作和人数上的堆砌，否则容易造成人员混乱和不协调的情况。
2. 协调一致：队形的设计要使整个队伍的动作协调一致，形成整齐划一的景象。
每个人应该明确自己的位置和动作，并且与周围的队友保持良好的配合。
这种协调一致的队形能够给人以强烈的凝聚力和战斗力的感觉。
3. 创意独特：队形的设计要具有一定的创意性和独特性，能够吸引人的眼球，激发人们的兴趣。
可以通过灵活运用各种体操动作和队形布局来实现，让人们在早操中感受到快乐和活力。
4. 空间利用：队形的设计要充分利用场地的空间，避免空间浪费和排布不合理。
可以根据场地的不同特点，设计出适合的队形，使整个队伍在有限的空间内展现出最佳的效果。
5. 主题统一：队形的设计要与早操的主题相统一，能够体现出
活动的宗旨和特点。
比如，如果是以健身和舞蹈为主题的早操，可以设计出一些带有舞蹈元素的队形；如果是以传统文化为主题的早操，可以设计出一些富有中国特色的队形。
总之，早操排队队形设计要简洁明了、协调一致、创意独特、充分利用空间，并与主题相统一。
只有这样，才能使早操队形更加美观、有序，并且能够激发人们的热情和参与度，达到锻炼身体、增强团队凝聚力的目的。
关于小学体育队列队形教学的几点思考
关于小学体育队列队形教学的几点思考小学是每个人成长的必经阶段，是人生教育的起点。
而在小学体育课程的教学过程中，队列队形的练习是一项非常重要的内容。
教师一定要把握住学生的身心发展规律，按照小学体育教学大纲中规定的内容，给学生制定出有效的体育课堂管理方案和队列队形训练模式，让每一个学生都积极主动地参与到体育活动的训练和队列队形的练习中，不断提高自身的体育意识和身体素质。
标签：小学体育；队列队形；教学方法通过队列队形的练习，不仅能够加深学生对自身身体素质的掌握，也加深对体育技能知识的理解和运用。
在这个过程中，学生根据教师的引导和帮助，能自觉地掌握一定的队列队形练习知识，扩展自身的体育相关技术技能，无论做什么运动都要按照运动规则来进行，实现全方面发展。
本文就从当前的小学体育教学形式出发，对队列队形的訓练模式和引导过程做一些方法总结。
一、注重队列队形的教学内容，培养学生的体育意识随着体育教学的不断深化，无论在学校还是体育课上，教师都要对课堂的开始部分、准备部分、基本部分和结束部分进行各种分解和完善，让学生自觉地配合教师的指导模式进行训练，不断地扩展自身身体机能，保证自身心理健康。
为了让学生感受到多元化、实际化的队列队形教学题材，教师可以按照学生的年龄、身高、性别等分类方法对学生进行队列训练，排队时可以按照“方阵”、“圈式”、“心形”等各种队列进行，在激发学生训练兴趣的同时，缩短学生和老师的心灵距离，培养学生养成日常良好的体育锻炼习惯，逐渐提高体育队列队形意识。
整齐的队列队形是学校集体活动的组织保证，也是一个学校和一个班集体的灵魂展现。
所以，教师要抓住队列队形教育这个有效部分，对学生进行作风培养、思想教育的重要引导，让学生从日常小事做起，在体育课堂中施展自身的体育技能，不放过任何一个队列队形的训练细节，愿意主动地融入到体育活动教学课堂当中，跟随教师的训练步骤，提高和发展自己能力。
在每日的“晨操”时，教师可以让动作标准的同学到前面带领大家一起做广播体操，让整个班级更加有力量，让学生的动作更一致，此外也要训练学生的团结意识，在体育运动过程中能自觉参与、热情投入。
学习《舞蹈队形编排》心得体会
学习《舞蹈队形编排》心得体会
学习《舞蹈队形编排》是一次非常有意义的经历，通过学习，我不仅了解了舞蹈队形
的意义和重要性，还学到了一些编排舞蹈队形的技巧和方法。
下面是我在学习过程中
的一些心得体会：
首先，明确舞蹈队形的目标。
在编排舞蹈队形之前，我们需要明确队形的目标和主题。
队形应该与舞蹈的整体主题一致，能够准确地表达出舞蹈所要传达的情感和意义。
其次，了解舞蹈空间的概念和运用。
在舞蹈队形编排过程中，空间是一个非常重要的
因素。
我们需要考虑舞台上的布置，舞者的位置和移动路线等因素，以便创造出美观、独特的队形。
另外，合理运用舞蹈动作和技巧。
队形编排不仅仅是简单的站位和移动，还需要在队
形中融入精彩的舞蹈动作和技巧。
这需要我们对舞蹈动作的熟悉和创新，以及对队员
的实际情况进行合理安排。
最后，注重团队协作和配合。
队形编排是一个团队合作的过程，每个队员都需要充分
发挥自己的特长并与他人密切配合。
团队协作和配合的好坏直接影响到队形的效果，
所以我们需要通过排练和训练加强团队的凝聚力和配合能力。
通过学习《舞蹈队形编排》，我的舞蹈水平得到了提高，对舞蹈编排有了更深的了解。
同时，这也让我更加体会到舞蹈的美和魅力，激发了我更深入学习舞蹈的热情。
小学体育队形队列的一些反思
小学体育队形队列的一些反思学校体育队形队列的一些反思队列队形是学校体育教学的基本内容之一，队列队形是对身体姿态和空间体位感觉的基本训练，也是组织集体活动，培育组织纪律性和整齐全都的重要手段。
它能够关心同学养成身体的正确姿态，培育同学自信坚毅的共性，具有听从指挥、遵守纪律的品质，使同学拥有良好的气质和奋勉向上的精神面貌，对全面进展同学的身体具有良好的熬炼效果。
因此，老师必需认清队列队形教学中存在的问题，并努力探究新的教学方法，让队列队形练习发挥其应有的作用。
一、严密课的组织，提高时间的利用率队列队形练习是体育教学的重要环节和基本保证。
它象一条线把教学内容串合起来，使体育课显得有条有理性，连贯性。
在体育教学中，预备活动、嬉戏、教学内容的变换运用。
针对这种状况，我们在平常的教学中仔细抓好四列横队变成八列、四列横队变成四路纵队、一路纵队变成多路纵队或还原，四列横队换言之：圆形、方形、梯形、半圆形、八字形等练习，使同学较熟识这些队形的变换。
在今后的教学中，老师只要发出所需的口令，同学就能快速变换队形，使队伍调动做到省时、合理，提高了时间的利用率，相应地增加了同学的练习时间。
因此，队列队形变换运用，科学合理与否，直接关系到能合理运用时间，严密课组织性和完成教学的任务。
二、调整心情，提高同学练习的兴趣队列队形练习能提高同学练习的兴趣和主动性，在体育课开头部分，我们运用队列队形练习中的"有效'、"无效'口令，或做与口令相反的队列动作和组合口令连续做队列队形动作等练习，能吸引同学的留意力，使同学的思想集中到课堂教学中来，激发同学做操的兴趣，把队列队形练习与做操相结合。
如圆形、半圆形、三角形、方形、八字形、十字形和变方位做操。
同学最初站住时，老师事先在操场上画好圆形，娴熟之后，可以适当变换队形。
这样避开了同学对四列横队做操产生的单调性。
同学做操的主动性有了明显提高，保证了做操的质量，丰富了预备活动内容，给预备活动注入了活力，同时培育了同学的思维和应变力量。
队列队形的教学反思（5篇）
队列队形的教学反思（5篇）第一篇：队列队形的教学反思队列队形的教学反思新的学期开始了，学校为了规范学生的行为习惯，便于安全、有效的管理及学校各项工作的顺利开展，决定于开学初期从抓好学生的行为习惯入手，狠抓学生的常规练习，于是开始了全校范围的队列队形训练及比赛。
抓好队列练习，无论是对体育课本身，还是参加校内外的各种活动，都有着重要作用和意义。
队形队列训练，是指学生按着一定的队形，做协调一致的动作，使一个队伍形成一个整体，它能够培养学生正确的站立和行走等身体姿势，锻炼学生的意志，集中学生的注意力，加强学生的组织纪律性，对培养良好的校风和学生的集体荣誉感起到重要作用，所以不能忽视队形教学和训练。
通过队列队形练习，可以培养学生的组织性、纪律性，增强学生的集体主义观念，使学生养成“团结、紧张、严肃、活泼”的优良作风。
站立，是发展人体美的基础；行走，则是人体运动美的起点。
青年正处在长身体的时期，可塑性很强，体育教学中必须重视这些基本技能的训练。
通过队列队形练习，帮助学生形成正确的身体姿势，从而促进身体的正常发育。
队列练习是指学生按照一定的队形，做协同一致动作，队列练习原则上应根据中国人民解放军《队列条令》进行。
队列队形练习要运用多样化的教学手段，提高学生的学习兴趣及审美能力。
可根据教学任务的需要，采用齐步、跑步、大步、小步、脚尖、弓步走以及各种舞蹈步进行。
把一些常规的队列练习稍加变化，使队形多变，重新组合，便可以演化成许多有趣而又实用的练习，创造出美的教学情境。
如分队走、合队走、裂队走、绕场走、错肩走、对角线走、锯齿走、斜向走、背向走、对向走、交叉行进、8字形行进、蛇形行进、大弧形走、圆阵形行进、内外螺旋行进或跑等。
队列队形课本身就是一个枯燥的教学内容，学生的学习兴趣不高，因此学起来十分的吃力，在我用了“引趣教学”以后，情况就大不一样了，下面谈谈我在“引趣教学”中的几点做法：一、新颖教学引趣根据学生爱好新鲜事物的特点，我想法使每堂课都有一个新颖的教学方法。
2024年学习《舞蹈队形编排》心得体会
2024年学习《舞蹈队形编排》心得体会作为一名舞蹈爱好者，2024年我有幸学习了《舞蹈队形编排》这门课程。
通过一年的学习和实践，我在舞蹈队形编排方面取得了一些初步的心得体会。
首先，在学习《舞蹈队形编排》的过程中，我了解到了队形是舞蹈表演中非常重要的一个环节。
队形不仅仅是舞蹈演员在舞台上的站位和排列方式，更是通过运用空间和时间的变化来传达舞蹈作品所要表达的主题和情感。
在编排队形时，我们需要考虑到舞蹈的整体效果和观众的观赏体验，尽可能地使队形与舞蹈的内容相融合，达到画龙点睛的效果。
其次，队形编排需要考虑到舞蹈演员的数量和身体素质。
在编排队形时，我们要根据舞蹈队伍的实际情况来确定合适的队形，避免队形过于拥挤或者过于稀疏，保证舞蹈演员在表演中的舞蹈动作的流畅和协调。
同时，我们还要考虑到舞蹈演员的身体素质差异，合理安排队形，让每个舞蹈演员在舞台上都能发挥出自己的特长，展现出最好的状态。
第三，队形编排需要注重创新和变化。
队形的变化是舞蹈作品中的亮点之一，可以增加观众的观赏兴趣和舞台效果。
在队形编排中，我们可以通过改变队伍的排列方式、变换舞台空间、运用不同的舞蹈动作等，增加队形的变化性和艺术性。
同时，队形的创新也需要在尊重传统的基础上进行，不能过于追求新奇和特立独行，要保持队形与舞蹈作品整体风格的一致性。
最后，队形编排还需要灵活性和调节能力。
在实际的演出过程中，可能会因为场地的限制、舞蹈演员的临时变动等原因导致队形的调整和改变。
在这种情况下，我们需要根据实际情况迅速做出相应调整，保证舞蹈演员的表演状态和整体效果不受影响。
灵活性和调节能力是队形编排的重要素质，只有具备了这些素质，队形才能真正地为舞蹈作品增色添彩。
综上所述，《舞蹈队形编排》学习过程中的心得体会主要包括队形的重要性、舞蹈演员的数量和身体素质的考虑、队形的创新和变化、以及队形编排的灵活性和调节能力。
通过一年的学习和实践，我对队形编排的认识和理解有了更深入的体验和理解。
队列队形观后感
队列队形观后感引言队列队形是一种团队协作的重要形式，它要求队员们以特定的队列形态进行行动。
在观察和参与队列队形的过程中，我深刻感受到了队列队形对于团队协作的重要性，下面我将结合自身经历和感悟，对队列队形进行观后感的总结和分享。
一、队列队形的定义和特点队列队形是一种有序排列的行动方式，通常由队长或领导者进行指挥和控制。
具体的队列队形可以有很多种，如纵队、横队、菱形队等，每种队形都有其特定的用途和优势。
队列队形的特点是明确的行动方向、紧密的排列和高度的协调性。
通过队列队形，团队成员的行动变得有序，能够更好地配合完成任务。
队列队形的形象化和集中化也使团队的指挥更加简洁高效。
二、队列队形的优势1. 提高团队协作性队列队形能够使团队成员明确自身位置和行动轨迹，避免了冲突和混乱。
通过队列队形的配合，团队成员可以更好地协同行动，提高团队的整体效能。
2. 提升执行效率队列队形能够有效地减少行动中的多余动作和时间浪费。
团队成员在队形中紧密有序地行动，能够更快地完成任务，提升执行效率。
3. 增强集体凝聚力在队列队形中，每个团队成员都扮演着一个重要的角色。
通过密切的协作和默契的配合，团队成员能够感受到彼此的重要性和团队的凝聚力，从而更加积极地投入到团队事务中。
4. 显露个体能力在队列队形中，每个团队成员都需要展示自己的能力和特长。
通过队形的配合和协作，每个团队成员能够通过自己独特的方式为团队做出贡献，从而实现个体能力的显露和强化。
三、参与队列队形的体会我曾经作为一名队员参与过队列队形的训练和执行，从中获得了很多体会和启示。
首先，参与队列队形让我明白团队协作的重要性。
只有团队成员紧密配合，密切协调，才能在队列队形中行动自如。
每个人都需要明确自己的位置、角色和责任，时刻关注整个队形的变化，通过有效沟通和协商解决问题。
其次，队列队形的训练让我体会到团队默契的重要性。
在队列队形中，团队成员需要互相信任，摒除私心和个人利益，将整个团队的目标和利益置于首位。
对《队列、队形》教学的反思
对《队列、队形》教学的反思对《队列、队形》教学的反思对《队列、队形》教学的反思1队列、队形教学是体育教学内容中不可缺少的一部分。
而由于队列、队形的练习是集体多人练习为主，所以在体育教学中，教师的示范尤为重要。
通过本节课的教学实践，使我更加明确了教师的示范对教学效果的重要性。
因此，我认为在队列、队形教学中，应注意下面的三点：1、在队列、队形教学中，教师应多次反复地做示范，并在教学中对学生进行如何观察老师的示范动作加以指导，使学生学会观察。
2、在示范位置上，教师也应考虑，应选择一个使全体学生都能看的见的位置进行示范，这样才能达到示范的目的和应有的效果。
3、在教学组织和教学方法，也应采用多变的形式，因为队列，队形教学不是一两节课就能学会和掌握，所以教师在教学中要多从教学形式上多加考虑，使学生有新鲜感，这样，才能克服队列、队形练习的乏味，才能更好地激发学生学习的积极性和兴趣，以达到练习最佳的效对《队列、队形》教学的反思2上好一节体育课组织是关键，而组织的好坏在于队伍调动的口令能不能直接被学生接受或听懂，从而缩短队形练习的时间，提高了课堂的效率。
一、教学方法的多样化在体育课队列队形教学中，由于学生有意注意时间短，因此我们教师应抓住学生的爱好，多采用一些模仿性、游戏性活动进行练习，使学生感受到队列活动的乐趣。
1、设计动作口令（1）低年级立正稍息练习立正：两臂自然下垂，脚跟*拢，脚尖分开一脚掌五指并拢微屈，挺胸收腹，两眼平视前方。
稍息：两手背后，左脚开立与肩宽，成跨立姿势，右手半握，左手握右腕，双手背后，上体正直。
然而在教学过程中，如果知识一味的枯燥的反复练习，那学生一定不是很欢迎。
而此时我们在教学过程中就把这个口令改为一个数字，先让学生会动作，以比赛的形式来吸引他们的注意力，提前约定，当教师叫“1”时，学生就做立正的姿势，叫“2”就做稍息的动作，然后再来比赛。
当然每个动作的要求我们都循序渐进，由简到繁，让这两个动作一步步做到标准化，适当的时候可以提出更高一步的要求，起到一个促进作用。
队列队形练习心得体会
队列队形练习心得体会队列队形练习心得体会写1000字队列是一种线性数据结构，具有先进先出（First In First Out，FIFO）的特点。
通过队列队形练习，我加深了对队列的理解，并从中收获了一些心得体会。
首先，队列队形练习能够有效培养团队合作意识。
在队列队形练习中，所有队员需要按照特定顺序排成一列，并且每个人的位置都是固定的。
这就要求队员们密切协作，相互间进行沟通和配合。
通过练习，我明白了每个人的位置和动作对整个队伍的影响，也逐渐明白了团队中个体间的相互关系以及彼此间的相互依赖。
其次，队列队形练习对个人的纪律性和执行力提出了很高的要求。
在队列队形练习中，每个队员都要遵守队形中的规则和要求，如保持身体直立、步伐稳定等。
同时还要注意节奏和步调的统一，这要求队员们具有非常强的纪律性和执行力。
通过练习，我逐渐养成了良好的个人习惯，学会了严格要求自己，并能够在实践中灵活运用。
此外，队列队形练习还能够提高个人的责任心和协调能力。
在练习中，每个队员都要承担起自己的责任，严格按照队形要求完成自己的动作，不得有差错。
同时，队员之间还需要相互协调，确保整个队伍的队形正确无误。
通过练习，我逐渐培养了自己的责任心，并学会了在团队中与他人有效沟通、协作和协调。
此外，队列队形练习对个人的身体素质和耐力也提出了一定的要求。
在队形练习中，队员们需要长时间站立和行走，并保持稳定的节奏和步伐。
这要求队员们具备一定的体力和耐力，能够适应长时间的训练和演练。
通过练习，我意识到自己需要更加注重身体锻炼，并定期进行有针对性的训练，以提升自己的身体素质和耐力。
此外，队列队形练习也能够培养个人的自信心和团队意识。
在练习中，每个队员都要站在队列中，并在固定的位置上完成自己的动作。
这要求队员们能够自信地展示自己的动作，并且相信自己的队友能够同样做好自己的位置和动作。
通过练习，我逐渐树立了自己的自信心，并且更加相信和依赖团队的力量。
最后，通过队列队形练习，我也意识到了团队合作和个人能力之间的相互关系。
学习《舞蹈队形编排》心得体会
学习《舞蹈队形编排》心得体会舞蹈是一种独特的表演艺术形式，它融合了音乐、舞蹈动作和情感表达。
一个精心编排的舞蹈队形，能够给观众带来视觉上的冲击和艺术上的享受。
近期，我参加了一门《舞蹈队形编排》的学习课程，学习了舞蹈队形的设计原理和技巧。
在课程学习过程中，我深深感受到了舞蹈队形的魅力和学习的乐趣，同时也积累了一些心得体会。
首先，在学习舞蹈队形编排的过程中，我意识到舞蹈队形不仅仅是舞者的表演动作的排列组合，更是一种艺术构图的过程。
舞蹈队形的设计需要考虑到整体的美感和观众的视觉效果。
在选择队形时，我学会了根据舞蹈的主题和情感表达来决定队形的形状和分布。
比如，对于欢快的舞蹈，可以选择一些活泼明快的队形，如曲线、圆形等；而对于悲伤的舞蹈，可以选择一些折线、直线等线条简洁的队形。
通过对队形的设计，能够更好地传达舞蹈的主题和情感。
其次，学习舞蹈队形编排还需要考虑到舞台上的空间利用和舞者间的空间关系。
在舞台上，每个舞者都需要找到自己的位置并与其他舞者保持一定的间隔，这样才能够形成整齐有序的队形。
在编排过程中，我发现了一些有效的技巧来帮助舞者更好地掌握队形。
首先，我学会了通过虚拟线来定位舞者的位置。
虚拟线能够帮助舞者准确地找到自己的位置，同时也能够保持舞者间的空间均衡。
其次，我意识到舞者间的移动和交错也是队形编排中的重要部分。
通过舞者间的有序移动和交错，能够形成更加丰富多样的队形，增加观众的视觉效果。
此外，在学习舞蹈队形编排的过程中，我还体会到了团队合作的重要性。
一个完美的舞蹈队形需要舞者和编排者的共同努力才能完成。
舞者需要积极地配合编排者的指导，准确地掌握队形的要求，并用自己的表演动作来增强队形的美感。
而编排者需要充分了解每个舞者的特点和能力，合理安排队形和编排动作。
通过团队合作，舞蹈队形的编排才能够更加完美地呈现出来。
在学习《舞蹈队形编排》课程的过程中，我深深感受到了舞蹈队形编排的魅力和乐趣。
队形的设计和编排，既需要舞蹈技巧的运用，也需要艺术构图的感觉。
对《队列、队形》教学的反思
对《队列、队形》教学的反思
队列、队形教学是体育教学内容中不可缺少的一部分。
而由于队列、队形的练习是集体多人练习为主，所以在体育教学中，教师的示范尤为重要。
通过本节课的教学实践，使我更加明确了教师的示范对教学效果的重要性。
因此，我认为在队列、队形教学中，应注意下面的三点： 1、在队列、队形教学中，教师应多次反复地做示范，并在教学中对学生进行如何观察老师的示范动作加以指导，使学生学会观察。
2、在示范位置上，教师也应考虑，应选择一个使全体学生都能看的见的位置进行示范，这样才能达到示范的目的和应有的效果。
3、在教学组织和教学方法，也应采用多变的形式，因为队列，队形教学不是一两节课就能学会和掌握，所以教师在教学中要多从教学形式上多加考虑，使学生有新鲜感，这样，才能克服队列、队形练习的乏味，才能更好地激发学生学习的积极性和兴趣，以达到练习最佳的效教学反思《对《队列、队形》教学的反思》。
教师队列队形反思心得体会
作为一名教师，队列队形的训练是我们日常教育教学工作中不可或缺的一部分。
近期，我负责组织了一次队列队形训练，通过这次训练，我对自己的教学方法和学生行为习惯的培养有了更深刻的认识，以下是我的一些反思心得体会。
一、教师对队列队形的重视程度通过这次队列队形训练，我意识到教师在学生行为习惯养成中的重要性。
作为教师，我们要以身作则，严格要求自己，对学生进行正确的引导。
在训练过程中，我时刻关注学生的动作规范，耐心纠正错误，力求使每个学生都能掌握队列队形的基本要领。
同时，我还发现，只有当教师对队列队形给予足够的重视时，学生才会更加认真对待，从而提高训练效果。
二、教学方法与手段的改进在训练过程中，我深刻认识到教学方法与手段的重要性。
针对不同年龄段的学生，我们要采取灵活多样的教学方法，激发学生的学习兴趣。
例如，在训练中，我通过游戏、比赛等形式，让学生在轻松愉快的氛围中学习队列队形。
此外，我还利用多媒体技术，展示队列队形的示范动作，使学生更直观地了解动作要领。
三、培养学生的集体荣誉感队列队形训练有助于培养学生的集体荣誉感。
在训练过程中，我注重培养学生的团队协作精神，让他们明白个人荣誉与集体荣誉的紧密关系。
当学生在比赛中取得优异成绩时，我及时给予表扬和鼓励，让他们感受到集体的力量。
同时，我还教育学生，在比赛中遇到困难时，要互相帮助、共同进步。
四、关注学生的个体差异在训练过程中，我注意到学生的个体差异。
有的学生动作协调性好，有的学生则较为笨拙。
针对这一现象，我采取了因材施教的方法，对动作协调性较差的学生进行个别辅导，耐心指导他们掌握动作要领。
同时，我还鼓励他们树立信心，相信自己通过努力一定能够取得进步。
五、提高自身素质作为一名教师，我要不断提高自身素质，为学生树立良好的榜样。
在队列队形训练中，我以身作则，严格要求自己，做到动作规范、态度认真。
同时，我还积极参加各类培训，学习先进的教育理念和方法，为提高教学质量奠定基础。
总之，通过这次队列队形训练，我对自己的教学方法和学生行为习惯的培养有了更深刻的认识。
教师在队形调动前的五思考
教师可以通过观察学生在队形调动中的表现，包括学生的动作是否准确、协调，是否能够达到预期的教学效果， 以此来评价队形调动的有效性。
教学目标的实现情况
教师可以根据教学目标，对比学生在队形调动前后的表现，从而判断队形调动的教学效果。
对于效果不佳的部分，如何进行及时的调整和改进
分析原因
01
对于效果不佳的部分，教师应该首先分析原因，例如是学生的
关键技能
• 迅速适应新队形的能力
• 与团队成员进行有效协调的能力
• 在队形变动中保持平衡和稳定的能力
如何将教学目标和内容与队形调动相结合
教学目标融入队形调动
在设计队形调动活动时，要确保其能够体现教学目标，特别是能力 目标和情感、态度和价值观目标。
教学内容指导队形调动
通过教授队形变动的原则和技巧，使学生能够理解并执行队形调动 。
体能问题、技术问题，还是教学设计本身的问题。
及时调整
02
根据分析结果，教师需要及时调整教学策略，例如改变教学方
式、增加教学时间等，以便更好地满足学生的学习需求。
反馈循环
03
教师需要建立反馈循环，持续关注学生的学习效果，不断调整
和改进教学设计，确保教学效果的提高。
如何收集学生的反馈意见，以便今后进一步完善队形调动 的教学设计
学生对于队形调动的兴趣和经验如何
兴趣
学生对队形调动的兴趣直接影响到他们的参与度和练习效果 。教师可通过设计富有趣味性的队形调动，如采用游戏化的 方式、结合学生喜欢的音乐或故事等，激发学生的参与兴趣 。
经验
学生以往的队形调动经验对新的学习具有很大的影响。教师 应了解学生的经验基础，并在此基础上进行有针对性的指导 和点拨，帮助学生更快地掌握新的队形调动技能。
教学目标的实现情况
教师可以根据教学目标，对比学生在队形调动前后的表现，从而判断队形调动的教学效果。
对于效果不佳的部分，如何进行及时的调整和改进
分析原因
01
对于效果不佳的部分，教师应该首先分析原因，例如是学生的
关键技能
• 迅速适应新队形的能力
• 与团队成员进行有效协调的能力
• 在队形变动中保持平衡和稳定的能力
如何将教学目标和内容与队形调动相结合
教学目标融入队形调动
在设计队形调动活动时，要确保其能够体现教学目标，特别是能力 目标和情感、态度和价值观目标。
教学内容指导队形调动
通过教授队形变动的原则和技巧，使学生能够理解并执行队形调动 。
体能问题、技术问题，还是教学设计本身的问题。
及时调整
02
根据分析结果，教师需要及时调整教学策略，例如改变教学方
式、增加教学时间等，以便更好地满足学生的学习需求。
反馈循环
03
教师需要建立反馈循环，持续关注学生的学习效果，不断调整
和改进教学设计，确保教学效果的提高。
如何收集学生的反馈意见，以便今后进一步完善队形调动 的教学设计
学生对于队形调动的兴趣和经验如何
兴趣
学生对队形调动的兴趣直接影响到他们的参与度和练习效果 。教师可通过设计富有趣味性的队形调动，如采用游戏化的 方式、结合学生喜欢的音乐或故事等，激发学生的参与兴趣 。
经验
学生以往的队形调动经验对新的学习具有很大的影响。教师 应了解学生的经验基础，并在此基础上进行有针对性的指导 和点拨，帮助学生更快地掌握新的队形调动技能。
教师队形训练心得体会
作为一名教师，我深知团队协作和纪律性对于教育工作的重大影响。
近期，我有幸参加了学校组织的教师队形训练，通过这次训练，我对团队协作、纪律性以及自身在团队中的角色有了更加深刻的认识。
以下是我对这次队形训练的一些心得体会。
首先，团队协作的重要性得到了充分体现。
在队形训练中，我们被分成若干小组，每个小组成员之间需要紧密配合，才能完成复杂的队形变化。
这让我意识到，在教育工作中，教师之间的合作同样至关重要。
一个优秀的教师团队，能够共同面对教学中的各种挑战，提高教学质量，为学生提供更好的教育环境。
在训练过程中，我深刻体会到了纪律性的重要性。
队形训练要求每个成员严格按照指令行动，不允许出现任何偏差。
这让我想到，在教育工作中，教师也必须具备高度的自我约束力，严格遵守学校规章制度，以身作则，为学生树立良好的榜样。
其次，我在队形训练中找到了自己在团队中的定位。
在训练中，我意识到自己作为团队成员中的一员，不仅要关注自身动作的准确性，还要关注团队的整体表现。
这使我明白，在教育工作中，教师也要关注自己的教学方法和学生的学习效果，同时，还要关注整个班级或学校的整体发展。
以下是我在队形训练中的一些具体体会：1. 沟通与协作：在队形训练中，我们的小组成员之间需要不断沟通，以确保动作的准确性。
这让我意识到，在教育工作中，教师之间要善于沟通，共同探讨教学问题，共同提高教学质量。
2. 自我调整：在训练过程中，我学会了如何根据团队的整体进度调整自己的动作，以确保团队的整体表现。
这让我明白，在教育工作中，教师也要具备自我调整的能力，根据学生的实际情况调整教学策略。
3. 团队精神：在队形训练中，我深刻感受到了团队精神的力量。
面对困难和挑战，我们的小组成员互相鼓励、互相支持，最终完成了训练任务。
这使我认识到，在教育工作中，教师也要培养学生的团队精神，让学生在集体中成长。
4. 反思与改进：在训练结束后，我们小组进行了总结和反思，找出了存在的问题，并提出了改进措施。
期末舞蹈队形总结与反思
期末舞蹈队形总结与反思我们的期末舞蹈队形演出成功举行，这是我们团队为期近半年的辛勤付出的结晶。
通过这次演出，我们不仅展现了我们的舞技与团队合作能力，也收获了宝贵的经验与感悟。
下面我将对我们的演出进行总结与反思，以期在未来的舞蹈表演中不断进步。
首先，对于一个舞蹈队来说，演出前的准备工作至关重要。
在规划队形和编排舞蹈时，我们首先应该考虑到人数和队员技术水平的差异。
在我们队伍中，有不同水平的舞者，我们应该根据实际情况进行编排，展现每个人的特长和优势。
此外，队伍的配合和默契更是至关重要。
在排练期间，我们应该加强对队员之间的交流与沟通，提高团队配合的能力，以确保在演出中能够有机地合作。
在舞蹈的选择上，我们的队伍选择了一首激情四溢的舞曲，并与舞蹈主题相结合。
这一选择使得我们的舞蹈更加具有个性和魅力，吸引了观众的目光。
原创舞蹈的编排也是我们深感困难的一项任务。
在编排舞蹈时，我们需要发挥我们的创新力和想象力，并结合舞蹈技巧来创造出独特的动作和舞蹈结构。
这要求我们队员具备熟练的舞蹈技巧和创新思维，能够迅速适应并运用到编排过程中。
对于舞蹈队形的展示，我们需要考虑到舞台上的空间和观众的观赏效果。
通过不断的排练和实践，我们学会了如何在舞台上布置队形，让观众能够从多个角度欣赏到我们的表演。
同时，我们还注意到舞蹈队形的变化，通过合理的队形变化来增强观众的视觉冲击力。
这不仅要求我们广泛的舞蹈知识和练习，还需要我们不断地进行队形的探索与创新，以使我们的表演更加吸引人。
在演出中，我们还注意到舞台表现力的重要性。
除了技术上的要求，我们还要注重演员的表情和动作的呈现，以及对音乐的理解与感悟。
这要求我们队员能够有较强的表演能力和感受音乐的敏锐性。
通过深入理解和感受音乐，我们能够更好地将音乐的节奏与舞蹈动作相结合，使整个演出更加流畅和魅力十足。
同时，我们也要反思我们在整个演出过程中的不足与差距。
首先，我们在排练期间可能没有充分利用好时间，导致了排练时间的不够。
军训队形训练心得体会
时光荏苒，转眼间，军训已经过去了一个月。
在这段时间里，我们接受了严格的军事训练，其中队形训练给我留下了深刻的印象。
以下是我对军训队形训练的一些心得体会。
首先，队形训练让我明白了纪律的重要性。
在军训中，每一个动作、每一个口令都必须严格执行，这让我深刻体会到了军队的严谨纪律。
在队形训练中，我们必须按照规定的步伐、方向、间距等要求进行行进，不能有任何偏差。
这种严谨的纪律让我明白了，无论是在军队还是在社会中，纪律都是我们必须遵守的基本准则。
其次，队形训练锻炼了我的团队协作能力。
在训练过程中，我们需要相互配合、相互支持，共同完成各项任务。
这使我认识到，一个优秀的团队离不开每个成员的努力和付出。
在队形训练中，我学会了如何与队友沟通、协调，如何发挥团队的力量。
这种团队协作精神对我今后的学习和生活都有着重要的影响。
再次，队形训练提高了我的自律意识。
在军训期间，我们要按照规定的时间、地点进行训练，不能随意迟到、早退。
这使我养成了良好的时间观念和自律习惯。
在队形训练中，我要时刻关注自己的动作是否标准，是否与队伍保持一致。
这种自律意识让我明白了，只有严格要求自己，才能在团队中发挥出最大的作用。
此外，队形训练还锻炼了我的意志品质。
在训练过程中，我们面临着高温、烈日等恶劣天气，但我们必须坚持下去。
这种坚持让我明白了，无论面对多大的困难和挑战，都要有坚定的信念和毅力。
正是这种意志品质，让我在队形训练中取得了优异的成绩。
最后，队形训练让我更加珍惜集体荣誉。
在军训中，我们共同为班级、为学院争光。
这种集体荣誉感让我明白了，个人的成长离不开集体的支持。
在队形训练中，我们为了班级的荣誉而努力拼搏，这种精神将激励我在今后的学习和生活中，为集体的发展贡献自己的力量。
总之，军训队形训练让我受益匪浅。
它不仅锻炼了我的身体素质，还培养了我的纪律观念、团队协作能力、自律意识和意志品质。
我相信，这些宝贵的精神财富将对我的人生产生深远的影响。
在今后的学习和生活中，我将继续发扬军训精神，为实现自己的人生目标而努力拼搏。
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第20卷第6期V o l .20N o.6 控 制 与 决 策 Con trol and D ecision 2005年6月 June 2005 收稿日期:2004206204;修回日期:2004208230. 作者简介:任德华(1976—),男,四川眉山人,博士生,从事智能机器人、多机器人系统等研究;卢桂章(1938—),男,广东广州人,教授,博士生导师,从事智能机器人、信息自动化系统等研究. 文章编号:100120920(2005)0620601206对队形控制的思考任德华,卢桂章(南开大学机器人及信息自动化研究所,天津300071)摘 要:首先指出多机器人队形控制研究要解决的主要问题,并较为完整地阐述了当前国内外相关研究的状况.然后总结了队形控制的各种研究方法,并指出当前队形控制研究中存在的一些问题以及在实际设计队形控制系统时应考虑的问题.最后指出了今后的研究方向.关键词:多机器人系统;队形控制;合作控制中图分类号:T P 24 文献标识码:ATh i nk i ng i n formation con trolR EN D e 2hua ,L U Gu i 2z hang(Institute of Robo tics andInfo r m ati on A utom atic System ,N ankai U niversity ,T ianjin 300071,Ch ina .Co rrespondent :R EN D e 2hua ,E 2m ail :rdh @m ail.nankai .edu .cn )Abstract :A n introducti on in the field of m ulti 2robo t fo r m ati on contro l is p rovided w ith a focus on the vari ous m ethods that have been put fo r w ard by researchers.T he w o rk s had been done in the field are review ed .T he vari ous m ethods are described and compared .T he som eth ing that is m issing in current research and the facto rs that m ust be considered in designing a m ulti 2robo t fo r m ati on system are po inted out .A t last ,the directi ons of further research are p ropo sed .Key words :m ulti 2robo t system ;fo r m ati on contro l ;cooperative contro l1 引 言 队形控制的思想起源于人们从生物界观察到的现象:处于弱势的一方围成一定的队形将老弱者保护起来,并抵抗另一方的攻击;捕食者组成一定的队形协助捕食猎物.这种队形是动物合作的一种方式,以利于自身生存.对于机器人系统而言,多机器人之间保持一定的队形具有以下优点:1)能充分获取当前的环境信息,对于实现侦察、搜寻、排雷、安全巡逻等有利.单个机器人的传感器获取信息的能力总是有限的,如果每个机器人保持一定的队形,分工合作获取自己周围的环境信息,再进行信息融合,便可迅速准确地感知整个群体所在区域环境信息.2)在对抗性环境中能增强多机器人系统抵抗外界进攻的能力.3)在一些具体任务中,保持恰当的队形能加快任务的完成,提高工作效率.4)能提高系统的鲁棒性.另外从某种意义上,飞行器或卫星等也可以看作机器人,因此研究多机器人的队形控制问题,对于飞行器或卫星等的编队也有指导意义.基于队形控制的多机器人系统在军事、娱乐、生产等各个领域具有广阔的应用前景,自1990年以来受到众多研究者的广泛关注.特别是随着网络技术、通信技术、计算机科学等信息技术领域的长足进步,使得单个机器人的处理能力、感知能力、通信能力大大增加,并从实验室走向开放的自然环境,这为多机器人队形控制的研究提供了一个良好的平台.美国研究机构对队形控制的研究比较早,Geo rgia T ech M ob ile Robo t L ab 结合DA R PA 的U GV (unm anned ground veh icle )D em o 研究了基于行为的队形控制方法[1].U n iversity of Sou thern Califo rn ia 的Robo tics R esearch L ab 利用局部传感信息和交互进行队形控制[2].B righam YoungU n iversity的M A G I CC实验室在A ir Fo rce O ffice of Scien tific R esearch的协助下,对UAV (unm anned aerial veh icle)的队形作了深入研究[3,4].美国航空航天局NA SA采用Enhanced fo r m ati on flying(EFF)技术控制多个卫星,使得航天编队飞行及空间虚拟探测成为可能[5].总之,队形控制技术的研究是一个具有实用性和战略性的研究课题.本文讨论将着重于具有一定自主能力的地面移动机器人在2维平面内的队形控制问题.其中有些方法同样适用于3维空间的队形控制.2 队形控制研究的问题 队形控制问题属多机器人系统的几何问题,是指多个移动机器人在前进过程中,整个机器人团队建立并保持预先决定的几何形态(即队形),同时又要适应环境约束的控制技术.队形控制中一般考虑空间位置的协调,但在实际环境中还需考虑时间上的协调.队形控制问题是一个典型的通用的多机器人协调问题,也是机器人合作控制的重要内容.该研究涉及机器人和多机器人体系结构、多机器人的协调与合作、多机器人路径规划、单个机器人以及多机器人学习、传感信息处理等方面的内容.其中要解决的主要问题是:1)队形的生成问题:如何形成指定队形;2)移动中队形保持问题:在运动过程中如何保持队形不变,即队形的稳定性问题;3)队形的伸缩、旋转控制问题:如何在保持队形几何形状不变的条件下实现队形的扩张、收缩以及旋转控制;4)队形的切换问题:如何顺利地在各种基本队形中进行切换,即从一种队形变换到另一种队形;5)队形的鲁棒性问题:即增加、减少机器人时队形的保持与变换问题;6)队形可实现性的判断问题:在环境约束以及机器人本身能力约束条件下哪些队形是可实现的;7)遇障碍时队形的拆分、重建、保持、切换问题:在运动中遇见障碍物(静态或动态)时队形的控制问题,如何根据不同障碍进行不同的处理,以及如何实现各种处理方法;8)如何自适应地实现队形切换问题:队形在何时改变,如何改变以适应环境及任务的改变.针对以上提出的问题,国内外学者进行了大量研究,下面就当前的研究现状和主要研究方法进行概述.3 机器人队形控制的研究现状及主要方法 本节依据解决队形控制问题的不同思路,总结并分析了6种队形控制研究的主要方法.3.1 leader-follower方法及其改进leader2fo llow er方法首先在文献[6]中提出并用于移动机器人的队形控制.在leader2fo llow er中,指定队形中的某一机器人作为leader,其他的机器人作为fo llow ers.其基本思想是,将队形控制问题转化为fo llow ers跟踪leader的位置和方向的问题.这样就可用标准的控制理论知识加以分析并稳定跟踪误差.leader2fo llow er有多种形式,如:队形中可有多个leader;或者形成一个跟踪链,即第i个机器人跟踪第i-1个机器人;或者leader与fo llow er构成树状结构等.文献[7]利用反馈线性化得到非完整约束机器人的轨迹跟踪控制法则.[8]利用平滑时变反馈控制法则构成一个开环链式的队形.[9]使用比例(P)算法和比例2积分2微分(P I D)算法分别实现leader2 fo llow er方法.[10]中引入了合作的leader2fo llow er 方法,即fo llow er的运动不仅由其leader决定,还受其他机器人(如自身的fo llow ers)的影响.[11～13]也采用了leader2fo llow er方法.总之,leader2fo llow er方法是将队形中的机器人划分为两个互补的角色leader和fo llow er,从而控制fo llow er跟踪leader的轨迹以实现队形控制.优点是队形的运动完全由leader的轨迹确定,控制简单;不足之处在于leader与fo llow er相对独立, leader不容易得到fo llow er的跟踪误差反馈.3.2 基于行为的队形控制基于行为的控制器则是由一系列行为组成.每个行为有自己的目标或任务,其输入可以是机器人的传感信息,也可以是系统中其他行为的输出;其输出或送到机器人的效应器以控制机器人的运动,或作为其他行为的输入,从而构成了互相交互的行为网络.此外,每个行为允许有自己的内部状态.设计基于行为的系统的主要问题是设计各种基本行为以及有效的行为协调机制[14](即行为选择问题).文献[15]中的“bo id”采用3个局部行为Co llisi on A vo idance,V elocity M atch ing和F lock Cen tering仿真实现了整体的聚集行为.Jadbabaie 等[16]对此类行为进行了更加深入的分析和形式化,提出了最近邻协调思想.[17]基于[16]中的思想,使一组具有非完整约束的车辆呈现出类似于“bo id”的聚集行为.A rk in等[1]设计了机器人的基本行为,采用3种位置参考点对4种基本队形进行了对比研究.在此基础上,B alch和H yb inette[18]借用分子形成晶体的方法确定机器人在队形中的目标位置,从而影响行为的选择.[19]采用3层(社会层、逻辑层和反602控 制 与 决 策第20卷应层)基于行为的控制体系结构,应用social ro les 来代表机器人在队形中的位置,并动态分配给机器人以形成和保持队形,用局部通信来提高性能,从而支持各种队形及其切换.[2,13,20,21]也采用了基于行为的方法.总之,基于行为的控制方法主要是通过对机器人基本行为以及局部控制规则的设计使得机器人群体产生所需的整体行为.优点是并行性、分布性和实时性好;缺点是难以明确设计出能合成指定队形的局部基本行为和局部控制规划,另外队形控制的稳定性得不到保证.3.3 v irtua l structure文献[22]提出了基于“virtual structu re ”即虚拟结构的方法,其基本思想是将机器人团队的队形看作是一个刚体的虚拟结构,每个机器人是虚拟结构上相对位置固定的一点.当队形移动时,机器人跟踪对应刚体固定点的运动即可.基本算法是:采用双向控制,首先用虚拟结构尽量匹配各机器人的位置,然后根据局部或全局生成的轨迹,微调虚拟结构的位置和方向,最后机器人确定各自的轨迹并调整速度以跟踪虚拟结构上的目标位置点.如此循环往复.文献[3,4,23]提出了加入队形反馈的虚拟结构(见图1).图1 带队形反馈的虚拟结构图1中,R i 为队形中的第i 个机器人;K i 为R i 的局部控制器;u i 和y i 分别为R i 的输入和输出;F 为队形控制器,输出队形协调变量;G 为离散事件监控器,输出ΝG 用于操纵队形.这种结构能包容leader 2fo llow er 和基于行为的方法,并且允许集中式或分布式的实现,有明显的队形反馈机制(Fo r m ati on Feedback ).[23]中引入此结构对移动机器人队形控制进行了研究,[4]将此种结构用于U AV 的控制,都取得了良好的效果,提高了系统性能,并保证了系统的稳定性.总之,虚拟结构方法是用刚体的虚拟结构与结构中的固定位置点双向互动,实现队形控制.优点是可以容易地指定机器人群体的行为(虚拟结构的行为),并可以进行队形反馈,取得较高精度的轨迹跟踪效果.缺点是当前采用集中式实现,要求队形按一个虚拟结构运动,缺乏灵活性和适应性.3.4 基于图论的队形控制该方法首先利用图上的节点表示机器人的动力学或运动学特性,节点之间的边表示机器人相互之间的约束;然后再用图论和控制理论知识对以图形表示的队形进行稳定性分析,进而得到控制策略.此方面研究一般是将图论、控制理论及动态系统理论结合起来研究队形控制方法和稳定性.文献[24]用一个有向无环的控制图表示各机器人之间的依赖关系以及每一个机器人的控制策略.通过表达和枚举所有可能的控制图实现了多机器人在两个队形之间的切换.[25]提出一种控制图指派算法,并结合一个4层模块化体系结构来实现队形控制.[26]定义队形为有权图G =(V ,E ,W ),其中:V 为点的集合,每个顶点i 代表一个机器人;E 为边;W 为权值,指定了每条边在队形中的理想距离.采用com b inato rial graph rigidity 的概念设计得到边的权值总和最小的图,从而唯一确定一个队形.[27]将队形表示为互连无向图,采用从理想队形的结构约束获得的势场函数对队形进行分析,并设计了保证队形稳定的队形控制器.[28]证明了采用图表示的队形的稳定性.A lexander 和R ichard [29～31]应用图论将队形的稳定性与通信网络的拓扑结构联系起来,指出如果机器人局部控制器稳定,则队形的稳定性就取决于信息流的稳定性.Yohnnes 和Gary [32]分析了机器人信息流的更新率以及确切消息对队形稳定性的影响.总之,基于图论的方法是将队形的结构以各种图的结构来表示,并以图为基础进行分析和控制.优点是利用图能表示任意队形,且有图论成熟的形式化理论作为基础;缺点是主要限于仿真研究,实现比较复杂.3.5 人工势场法Khatib[33]首先提出了人工势能,其基本思想是借鉴物理学方面的概念,环境中的障碍物对机器人产生排斥力,目标点对机器人产生吸引力,在合力的作用下机器人沿最小化势能的方向运动.文献[17]引入了“social po ten tial ”的概念进行队形控制.[34]依据在一定范围内吸引远处的邻居并排斥离得太近的邻居的原则,使用势场法,通过“virtual leader ”调整队形或控制队形的运动.[35]利用人工势场和virtual leader 作为内在的协调框架,提出了控制队形运动的稳定策略.在[10]中每个机器人采用基于势场法的控制器,并根据队形中其第6期任德华等:对队形控制的思考603他机器人的约束在线调节这些控制器.[27]将理想队形的约束表示为势场函数,研究了队形的稳定性及控制器的设计.[36]将环境的信息如邻居、障碍、威胁和目标等编码为一个势场函数,分析了队形的稳定即匀衡,并仿真实现了利用多个机器人覆盖某一目标区域的任务.总之,人工势场法主要是通过设计人工势场和势场函数来表示环境以及队形中各机器人之间的约束关系,并以此为基础进行分析和控制;优点是计算简单,便于实现实时控制;缺点是存在局部极值点,势场函数的设计比较困难.3.6 模型预测控制(M PC)方法传统控制方法主要用于具有明确模型和确定性环境的控制,而在现实中环境一般都是动态变化的,而且具有不确定性.模型预测控制顾及了动态环境的变化和过程的不确定性,用反复进行的有限优化代替了一次全局优化的结果,使预测控制在过程中实现了优化与反馈的理想结合以及对信息的充分利用,通过在线滚动优化并结合实时信息的反馈校正,使每一时刻的优化均建立在实际过程的基础上.预测模型、滚动优化以及反馈校正使得预测控制满足了许多实际需要,取得了很大成功.W illiam[37]分析并设计了将模型预测控制用于多机器人队形控制的理论框架,同时研究了系统的稳定性、鲁棒性以及实时实现等问题.M PC方法具有较强的理论基础,但计算量较大,在实时计算、可扩展以及分布实现等方面还有待进一步的研究.上面每种方法都有各自的特点,在研究中往往将各种方法相互结合,取长补短.如一般情况下,基于行为的方法通常与基于势场的方法相结合,基于图论的方法常与leader2fo llow er方法相结合等.目前国内的研究主要以基于行为的方法和leader2 fo llow er方法为主,如[13,21,38],涉及机器人队形保持、避障以及队形生成[39]等问题.尽管研究有待进一步深入,但本文提到的各种控制方法对国内的研究有很好的借鉴和启发意义.4 当前研究存在的问题 1)没有统一有效的队形表示框架和队形控制算法,这使得灵活的队形控制难以实现.队形表示框架要求能统一表示各种队形,队形控制本身的算法的实现要求具有以下性质:通用性、鲁棒性、稳定性以及扩展性.目前的方法还不能满足这两个要求,需要进一步探索.2)在多机器人系统中,队形控制是手段,而完成指定的任务是目的,因此队形控制往往是机器人系统中的一个子任务系统.目前的队形控制研究通常是将队形控制作为一个系统来设计,而不是作为整个系统的一个模块或子任务,不便于与已有的体系相结合.将队形控制作为一个模块与现有的体系结构或控制系统中其他子任务系统有机结合起来,是值得研究的问题.3)移动机器人队形控制的一般需求偏重于野外环境,这种环境往往呈现动态和不确定的性质,因此要求队形控制要有处理动态和不确定性的能力.基于局部感知和通信的分布式控制方法在这方面具有一定的优势.4)自适应队形控制和层次性队形控制的研究较少.如何根据任务、机器人约束及环境等因素自动进行队形控制,这一研究基本上还没有.层次性是解决大规模队形控制的一种有效组织方式,对此方面的研究也不多.5 具体实现队形控制系统时要考虑的问题 1)整个系统采用何种控制结构.群体的体系结构是系统中机器人之间逻辑上和物理上的信息关系和控制关系,以及问题求解能力的分布模式.它是多移动机器人协作行为的基础,决定了系统的整体行为能力和运行效率.多机器人的体系结构总体上分为集中式和分散式,而分散式结构又分为层次式和分布式.2)机器人采用何种控制策略和方法.机器人只依靠当前的感知信息、或依靠过去和现在的信息进行控制决策;基于行为的还是混合式的控制策略;以及队形控制算法如何在单个机器人上实现.3)系统中各机器人的感知能力、通信能力及计算能力如何.感知能力是指机器人所具有何种传感器以及传感信息处理能力,能否识别周围的环境(其他机器人和障碍物).有无通信能力,若有,是局部有效的还是全局有效的.能否独立完成所需的运算.在队形控制中机器人需要得到自身以及其他机器人的信息,可以通过感知邻近机器人的位置来确定自己的位置,也可以通过全局定位系统或感知自己与一个已知landm ark的相对位置再利用通信来确定自己的位置并得到其他机器人的信息.具有局部感知能力以及通信能力的多机器人系统有利于实现分布控制,具有良好的适应性和扩展性[2,19].4)要求队形有何特性(如可实现的队形类型、要求队形是刚性的还是灵活的).队形的类型很多,如圆形、横队、纵队、菱形、尖三角形、三角形、箭头形、四方形、点阵形或任意类型的队形等.能实现多少?在移动或避障时是否要求严604控 制 与 决 策第20卷格保持队形,这与所要实现的任务有关.如搬运物体时要求严格保持队形位置,而在搜索任务时则不需要严格同步.5)机器人如何确定自己当前以及未来时刻在队形中的位置.机器人采用相对坐标还是绝对坐标确定位置,能否得到全局的位置信息以及其他机器人位置信息.机器人在队形中的位置参考点可以采用队形中心位置、团队中的leader或virtual structu re中的虚拟点,以及相邻机器人的位置.6 队形控制研究的发展方向 队形控制具有广阔的应用范围,特别是在军事应用及航空航天等领域.作为一个具有实用性和战略性的研究课题,在国内外得到了广泛的研究,但国内研究尚处起步阶段.本文对目前队形控制研究采用的方法及思路作了概括总结,并对国内外的研究情况作了全面的介绍.在目前研究工作的基础上,今后队形控制研究的方向主要有以下几个方面:1)机器人队形控制是依赖于单个机器人控制之上的,所以与单个机器人能力相关.如与传感信息处理、定位方法研究、导航方法、控制结构、通信等方面的研究密切相关.这涉及到单个机器人的体系结构,多机器人的体系结构,以及各功能模块的实现问题.2)如何用简单有效的方法实现队形控制,以及用较少的代价实现大量机器人队形控制是一个研究方向.3)机器人之间高效的协调方法的研究以及加入人后的机器人队形控制也是值得关注的问题.4)自适应的队形控制研究:即如何根据任务、环境和约束自适应地进行队形控制;如何将机器人自身处理问题的能力与群体处理问题的能力互为补充.5)机器人队形控制主要应用于搜索、防卫、围捕等军事用途,以及合作搬运、航空航天中的虚拟探测等.在以上研究中,多数是以实现队形控制的操作为目的.对队形控制的研究工作应与实际应用相结合,两者相互促进才能获得理想结果.参考文献(References)[1]T ucker Balch,Ronald C A rk in.Behavi o r2basedfo r m ati on contro l fo r m ulti2robo t team s[J].IE E E T rans on R obotics and A u to m ation,1998,14(6):9262 939.[2]F redslund J,M atari′c M J.A general,local algo rithmfo r robo t fo r m ati ons[J].IE E E T rans on R obotics andA u to m ation,2002,18(5):8372846.[3]R andal W Beard,Jonathan L aw ton,F red Y H adaegh.A coo rdinati on arch itecture fo r spacecraft fo r m ati oncontro l[J].IE E E T rans 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