[發明專利]一種多智能體系統結構及其控制方法

有效

• 申請號: 202010611458.6
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111836409B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 郭勝;蘇世杰;王月陽;王為民;唐文獻
• 申請（專利權）人: 鎮江宇誠智能裝備科技有限責任公司;江蘇科技大學
• 主分類號: H04W84/06
• 分類號: H04W84/06;H04W84/18;G05B19/042
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 梁耀文

1.一種基于多智能體系統結構的控制方法，其特征在于，

所述多智能體系統結構包括：

包括自組織無線通信網絡，智能體單元和無線通信網絡傳輸裝置與互聯網連接，所述互聯網分別又與網關設備和第一通信網絡基站連接，所述第一通信網絡還與多通道交互系統連接，所述多通道交互系統與用戶連接；所述網關設備還與數據服務器連接；

所述智能體單元包括主控模塊和與之連接的多個外設模塊，所述主控模塊通過接口與外設模塊連接；

所述各個模塊之間通過接口連接進行信號和能量傳遞；

所述主控模塊包括微控制器，微控制器上的常用引腳與主控接口連接，主控接口的輸出線與環狀主控端子連接，微控制器還連接有電源，主控模塊上分布多個相同的主控接口和主控端子；

所述外設模塊包括感知模塊、通信模塊、定位模塊和執行模塊；

所述感知模塊通過圖像、語音、動作、生命信號進行感知；

所述通信模塊通過5G、4G、GPRS、CDMA、衛星通信、水聲通信、Zig-Bee、藍牙、Wi-Fi方式進行通信；

所述定位模塊通過GPS、Wi-Fi、藍牙、超聲波的定位方式進行定位；

所述主控接口上設有交流振蕩電路、第一數字開關和第二數字開關，所述交流振蕩電路用于生成特定頻率與電壓的交流電信號Si，交流振蕩電路的輸出線與S線連接；所述主控接口通過N1線與第一數字開關連接，所述主控接口通過N2線與第二數字開關；

主控模塊通過環狀主控端子與外設模塊以任意角度相連，且主控模塊的某個主控端子可同時并行連接多個外設模塊；外設模塊上分布多個外設端子，外設端子與外設接口連接，外設接口輸出線連接外設執行器；

所述外設接口內包括調壓電路、帶通濾波器、整流器、鎖存器；

所述調壓電路的輸出端與外設執行器的電源線連接，外設接口在外設端子和外設執行器的N1和N2線之間設有第三數字開關；

交流信號線S輸入的交流電信號Si經過帶通濾波器向整流器傳遞正弦信號，正弦信號經過整流器后被轉為直流信號控制與其相連的鎖存器的輸出狀態，鎖存器的輸出端通過非門電路與第三數字開關連接，控制第三數字開關的斷開或閉合；

整流器的輸出端與N1線之間通過第四數字開關連接，鎖存器的輸出端控制第四數字開關的斷開或閉合；

所述自組織無線通信網絡分為水下自組織無線通信網絡、空中自組織無線通信網絡和陸地自組織無線通信網絡；

對應的，智能體單元也分為水下無人航行器、無人機和無人車；

所述水下自組織無線通信網絡由水下無人航行器、水上中轉站、通信衛星和衛星地面接收站構成，所述水上中轉站與若干個水下無人航行器連接，所述水下無人航行器通過通信衛星與衛星地面接收站連接；

所述空中自組織無線通信網絡包括無人機和第二通信網絡基站，所述第二通信網絡基站與若干個無人機連接；

所述陸地自組織無線通信網絡包括無人車和第三通信網絡基站，所述第三通信網絡基站與若干個無人車連接；

所述控制方法包括如下步驟：(1)設置多智能體系統應用場景：

啟動運行多智能體系統，通過多通道交互系統選擇海陸空聯合搜救應用場景，根據選取的應用場景結合多智能體知識庫系統生成多智能體系統的運行條件和參數，具體包括搜救覆蓋面積，系統運行時長，搜救時間段和檢測目標；用戶通過多通道交互系統輸入參數，并上傳到數據服務器中；

(2)構建多智能體系統：

多通道交互系統根據選擇的應用場景結合多智能體知識庫系統判斷多智能體系統中智能體單元的組成類型和數量，并根據智能體單元數量和運動路徑確定定位方式和通信方式；

(3)構建多智能體系統組網；

(4)部署運行多智能體系統并感知環境信息：

智能體單元中選擇一個智能體單元作為主控智能體單元；多通道交互系統通過通信網絡將控制指令發送到主控智能體單元，主控智能體單元發送指令控制其它智能體單元運動到部署位置；

智能體單元采集，包括圖像、語音、動作、生命信號的環境信息信息，并將采集到的信息傳送給智能體單元的控制模塊；

智能體單元通過通信網絡將信息傳輸到主控智能體單元，由通信拓撲結構確定信息的傳輸路徑；

(5)將傳輸的信息進行多源異構信息融合處理；

(6)多智能體系統任務分配執行：

多通道交互系統根據目標實時定位信息，通過通信網絡發送運動控制指令，智能體單元接收到指令后運動，保證目標始終在智能體單元的最佳監測位置；同時多通道交互系統顯示目標位置信息；

(7)用戶控制操作：

用戶在多通道交互系統上實時查看目標的位置信息，通過多通道交互系統操作控制智能體單元運行，并發出動作、手勢、語音指令，由多通道交互系統或智能體單元感知后發出運行指令控制智能體單元執行。

2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟(3)中構建多智能體系統組網的具體步驟如下：多智能體系統通信網絡系統由互連網絡系統、衛星中繼通信網絡系統和自組織無線網絡系統三部分構成；互連網絡系統互連無線自組織網絡和數據存儲服務器；衛星中繼通信網絡系統聯系水下無線自組織網絡和互連網絡的中繼網絡；無線自組織網絡，負責多智能體系統的網絡服務，分為陸地無線自組織網絡、空中無線自組織網絡和水下無線自組織網絡；

水下無線自組織網絡通過水下無人航行器上的通信衛星設備上傳數據和接收來自多通道交互系統的指令；通信衛星接收水下無線自組織網絡上傳的數據和多通道交互系統的指令，并分別下傳給衛星地面接收站和水下無線自組織網絡，衛星地面接收站通過地面網絡接入萬維網進行數據和指令的接收和發送；陸上和空中無線自組織網絡則通過現有通信網絡的地面基站接入萬維網完成與數據服務器和多通道交互系統的數據和指令交互；陸海空中的多智能體系統通過無線自組織網絡完成主控制器選擇、數據傳輸和指令接收。