[發(fā)明專利]節(jié)點(diǎn)編隊(duì)方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310225777.3
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103336527A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李翔
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技學(xué)院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動控制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種節(jié)點(diǎn)編隊(duì)方法、裝置及系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

目前用于多智能體編隊(duì)行為的分布式控制方法主要有勢函數(shù)法、人工物理法、基于行為法，網(wǎng)絡(luò)圖論法等。這些方法從某種程度上都能夠?qū)崿F(xiàn)三近鄰智能體的聚集行為。?

但是，當(dāng)前的這些方法出發(fā)點(diǎn)并不是為了形成多成員的規(guī)則隊(duì)形結(jié)構(gòu)，勢函數(shù)法，人工物理法存在著多控制參數(shù)，編隊(duì)行為對參數(shù)敏感；而基于行為法存在行為控制精度的偏差和較大的行為響應(yīng)延遲；網(wǎng)絡(luò)圖論法雖然能形成指定的隊(duì)形，然而各個體動作存在著先后次序而不能并發(fā)執(zhí)行，需花費(fèi)時間較多。?

針對相關(guān)技術(shù)中多智能體編隊(duì)行為的分布式控制所存在的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種節(jié)點(diǎn)移動編隊(duì)方法、裝置及系統(tǒng)，以至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中多智能體編隊(duì)行為的分布式控制所存在的問題。?

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種節(jié)點(diǎn)編隊(duì)方法，包括：步驟S102，檢測第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間的第一距離以及第一方位角，以及檢測第一節(jié)點(diǎn)與第三節(jié)點(diǎn)之間的第二距離以及第二方位角，并根據(jù)所述第一距離、所述第一方位角、所述第二距離和所述第二方位角計算出所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第三節(jié)點(diǎn)之間的第三距離；步驟S104，判斷第一距離、第二距離及第三距離是否均小于或等于預(yù)設(shè)的第一閾值長度，如果是，則執(zhí)行步驟S108，如果否，則執(zhí)行步驟S106；步驟S106，根據(jù)第一距離、第一方位角、第二距離和第二方位角計算出第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)之間的平均位置點(diǎn)，并驅(qū)動第一節(jié)點(diǎn)向平均位置點(diǎn)移動，并以預(yù)定時間間隔返回執(zhí)行步驟S102；步驟S108，根據(jù)當(dāng)前第一距離、當(dāng)前第一方位角、當(dāng)前第二距離和當(dāng)前第二方位角計算出目標(biāo)位置點(diǎn)，其中，目標(biāo)位置點(diǎn)為到第二節(jié)點(diǎn)以及到第三節(jié)點(diǎn)的距離均為第一閾值長度的一半并且到第一節(jié)點(diǎn)的距離最小的位置點(diǎn)，并驅(qū)動第一節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)位置點(diǎn)移動，并以預(yù)定時間間隔執(zhí)行步驟S110；步驟S110，判斷所述第一節(jié)點(diǎn)是否到達(dá)所述目標(biāo)位置點(diǎn)，如果否，則返回執(zhí)行所述步驟S102，如果是，則第一節(jié)點(diǎn)停止編隊(duì)過程。?

優(yōu)選地，在步驟S102之后還包括：當(dāng)根據(jù)當(dāng)前第一方位角和第二方位角判斷出第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)處于同一直線上，并且第一節(jié)點(diǎn)位于第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)的同一側(cè)時，停止驅(qū)動第一節(jié)點(diǎn)。?

優(yōu)選地，在步驟S102之后還包括：當(dāng)根據(jù)當(dāng)前第一方位角和第二方位角判斷出第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)處于同一直線上，并且第一節(jié)點(diǎn)位于第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)的中間時，驅(qū)動第一節(jié)點(diǎn)沿該直線的垂直線的任意一側(cè)移動。?

優(yōu)選地，平均位置點(diǎn)為第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)所組成的三角形的重心或內(nèi)心。?

優(yōu)選地，在上述過程中，同時，與同樣的方式分別獨(dú)立地驅(qū)動第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)的移動。?

優(yōu)選地，第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)均為智能機(jī)器人。?

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種節(jié)點(diǎn)編隊(duì)裝置，位于第一節(jié)點(diǎn)中，該節(jié)點(diǎn)編隊(duì)裝置包括：檢測單元，用于檢測第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間的第一距離以及第一方位角，以及檢測第一節(jié)點(diǎn)與第三節(jié)點(diǎn)之間的第二距離以及第二方位角；計算單元，用于判斷第一距離、第二距離及第三距離是否均小于或等于預(yù)設(shè)的第一閾值長度，如果否，則根據(jù)第一距離、第一方位角、第二距離和第二方位角計算出第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)之間的平均位置點(diǎn)；如果是，則根據(jù)第一距離、第一方位角、第二距離和第二方位角計算出目標(biāo)位置點(diǎn)，其中，目標(biāo)位置點(diǎn)為到第二節(jié)點(diǎn)以及到第三節(jié)點(diǎn)的距離均為第一閾值長度的一半并且到第一節(jié)點(diǎn)的距離最小的位置點(diǎn)；驅(qū)動單元，用于根據(jù)計算單元的計算結(jié)果驅(qū)動第一節(jié)點(diǎn)向平均位置點(diǎn)或目標(biāo)位置點(diǎn)移動。?

優(yōu)選地，計算單元還用于根據(jù)當(dāng)前第一方位角和第二方位角判斷第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)是否處于同一直線上以及它們之間的相鄰關(guān)系。?

優(yōu)選地，驅(qū)動單元還用于在計算單元判斷出第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)處于同一直線上并且第一節(jié)點(diǎn)位于第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)的同一側(cè)的情況下，控制第一節(jié)點(diǎn)停止移動。?

優(yōu)選地，驅(qū)動單元還用于在計算單元判斷出第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)處于同一直線上，并且第一節(jié)點(diǎn)位于第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)之間的情況下，驅(qū)動第一節(jié)點(diǎn)沿該直線的垂直線的任意一側(cè)移動。?

優(yōu)選地，平均位置點(diǎn)為第一節(jié)點(diǎn)、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)所組成的三角形的重心或內(nèi)心。?

優(yōu)選地，檢測單元包括：紅外傳感器，用于檢測第一距離和第二距離；數(shù)字指南針，用于檢測第一方位角和第二方位角；?