[發(fā)明專利]多車輛網(wǎng)絡(luò)在切換變化環(huán)境下的協(xié)調(diào)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611241644.5
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN108255168B
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟德元;牛偉麗
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出一種多車輛網(wǎng)絡(luò)在切換變化環(huán)境下的協(xié)調(diào)控制方法及車輛，其中多車輛網(wǎng)絡(luò)包括多個個體車輛，對于每個個體車輛執(zhí)行以下步驟：獲取個體車輛當(dāng)前時刻的位置以及個體車輛的鄰居車輛的當(dāng)前時刻的位置；確定個體車輛的符號參數(shù)以及個體車輛的鄰居車輛的符號參數(shù)；根據(jù)多車輛網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前時刻的加權(quán)鄰接矩陣確定個體車輛當(dāng)前時刻的采樣步長；根據(jù)個體車輛當(dāng)前時刻的位置、個體車輛的鄰居車輛的當(dāng)前時刻的位置、個體車輛的符號參數(shù)以及個體車輛的鄰居車輛的符號參數(shù)、多車輛網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前時刻的加權(quán)鄰接矩陣和個體車輛的采樣步長控制個體車輛。本發(fā)明能夠保證事先指定不同參數(shù)的車輛最終達到雙向一致性，且速度較快。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車輛及多車輛網(wǎng)絡(luò)在切換變化環(huán)境下的協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)

目前，多車輛網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)控制方法在實際問題中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，這主要是由于越來越多的實際任務(wù)都比較復(fù)雜，往往單個車輛難以完成，而需要通過多車輛之間的合作可以來完成。此外，通過多車輛間的合作，可提高車輛系統(tǒng)在作業(yè)過程中的效率，進而當(dāng)工作環(huán)境發(fā)生變化或車輛系統(tǒng)局部發(fā)生故障時，多車輛系統(tǒng)仍可通過本身具有的合作關(guān)系來完成預(yù)定的任務(wù)。然而，現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點是，很難適用于復(fù)雜的切換變化的車輛網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并且往往只能實現(xiàn)所有車輛到達同一個指定位置，而不能根據(jù)實際需要實現(xiàn)不同車輛到達不同指定位置的協(xié)調(diào)控制任務(wù)。特別地，當(dāng)涉及多個車輛在不同指定尺度下的跨尺度協(xié)調(diào)控制問題時，往往很難再有效利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一。

為達到上述目的，本發(fā)明一方面提出一種多車輛網(wǎng)絡(luò)在切換變化環(huán)境下的協(xié)調(diào)控制方法，其中所述多車輛網(wǎng)絡(luò)包括多個個體車輛，對于每個個體車輛執(zhí)行以下步驟：A：獲取所述個體車輛當(dāng)前時刻的位置以及所述個體車輛的鄰居車輛的當(dāng)前時刻的位置；B：確定所述個體車輛的符號參數(shù)以及所述個體車輛的鄰居車輛的符號參數(shù)；C：根據(jù)多車輛網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前時刻的加權(quán)鄰接矩陣確定所述個體車輛的采樣步長，其中所述個體車輛的采樣步長非負(fù)且滿足預(yù)定的權(quán)規(guī)則條件；以及D：根據(jù)所述個體車輛當(dāng)前時刻的位置、所述個體車輛的鄰居車輛當(dāng)前時刻的位置、所述個體車輛的符號參數(shù)、所述個體車輛的鄰居車輛的符號參數(shù)、所述多車輛網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前時刻的加權(quán)鄰接矩陣和所述個體車輛的采樣步長控制所述個體車輛。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述預(yù)定的權(quán)規(guī)則條件為：

其中，γ為所述個體車輛i的采樣步長，a_ij(t)為所述多車輛網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)前時刻t的第i行第j列的加權(quán)鄰接矩陣元素，N_i(t)為所述個體車輛i在當(dāng)前時刻t的鄰居車輛集合，f_n＝{1,2,…,n}為所述多車輛網(wǎng)絡(luò)中的車輛個數(shù)的集合。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述步驟D進一步包括：

D1：根據(jù)所述個體車輛當(dāng)前時刻的位置、所述個體車輛的鄰居車輛當(dāng)前時刻的位置、所述個體車輛的符號參數(shù)以及所述個體車輛的鄰居車輛的符號參數(shù)和所述多車輛網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前時刻的加權(quán)鄰接矩陣，通過以下公式確定所述個體車輛的控制量：

其中，x_i(t)為個體車輛i在當(dāng)前時刻t的位置，x_j(t)為所述個體車輛i的鄰居車輛j在當(dāng)前時刻t的位置，σ_i為所述個體車輛i的符號參數(shù)，σ_j為所述個體車輛i的鄰居車輛j的符號參數(shù)，u_i(t)為所述個體車輛i在當(dāng)前時刻t的控制量；以及

D2：根據(jù)所述控制量、所述個體車輛在當(dāng)前時刻的位置和所述個體車輛的采樣步長，通過以下的公式確定所述個體車輛的下一時刻的位置：x_i(t+1)＝x_i(t)+γu_i(t)

其中，x_i(t+1)為所述個體車輛i在下一時刻t+1的位置。