[發明專利]基于基因調控網絡的群體機器人動態圍捕控制方法及系統有效
| 申請號： | 202011374003.3 | 申請日： | 2020-11-30 |
| 公開（公告）號： | CN112462779B | 公開（公告）日： | 2023-07-25 |
| 發明（設計）人： | 范衠;李曉明;王詔君;王柳;黃華興;林培涵;馬培立;龍周彬 | 申請（專利權）人： | 汕頭大學 |
| 主分類號： | G05D1/02 | 分類號： | G05D1/02 |
| 代理公司： | 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205 | 代理人： | 劉俊文 |
| 地址： | 515063 *** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 基因 調控 網絡 群體 機器人 動態 圍捕 控制 方法 系統 | ||
1.一種基于基因調控網絡的群體機器人動態圍捕控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
控制群體機器人在未知環境中進行搜索，直到搜索到目標；
在群體機器人搜索到目標后，利用群體機器人機載的傳感器對目標周圍的環境信息進行探測，獲得目標的相對位置以及目標周圍的環境中障礙物的相對位置；
將目標的相對位置和障礙物的相對位置輸入至基因調控網絡模型中進行迭代訓練，得到訓練好的基因調控網絡模型；
根據訓練好的基因調控網絡模型生成群體聚合形態，控制群體機器人按所述群體聚合形態對目標進行包圍；
所述基因調控網絡模型包括產生層和形成層，其中，產生層用于根據目標的相對位置以及障礙物的相對位置自適應生成群體聚合形態，形成層用于控制群體機器人維持由產生層產生的群體聚合形態；
所述產生層用于通過基因調控方程對基因調控網絡模型進行迭代訓練，所述基因調控方程為；
式中，p1表示群體機器人檢測到的目標的相對位置，p2表示群體機器人檢測到的障礙物的相對位置，M為形態因子，參數θ和參數k為基因表達的調控參數。
2.根據權利要求1所述的一種基于基因調控網絡的群體機器人動態圍捕控制方法，其特征在于，所述群體機器人機載的傳感器包括：超聲波傳感器、氣味傳感器、紅外傳感器、攝像頭中至少一種。
3.根據權利要求1所述的一種基于基因調控網絡的群體機器人動態圍捕控制方法，其特征在于，所述將目標的相對位置和障礙物的相對位置輸入至基因調控網絡模型中進行迭代訓練，得到訓練好的基因調控網絡模型，包括：
在所述基因調控網絡模型中，預設參數θ的取值區間為[0,2]，在該取值區間內以步長0.01對參數θ進行遍歷迭代，當所述基因調控網絡模型所形成的群體聚合形態的適應度值達到設定閾值時，確定所述參數θ的取值；
將確定好取值的參數θ代入所述基因調控網絡模型中，得到訓練好的基因調控網絡模型。
4.一種基于基因調控網絡的群體機器人動態圍捕控制系統，其特征在于，所述系統包括：
至少一個處理器；
至少一個存儲器，用于存儲至少一個程序；
當所述至少一個程序被所述至少一個處理器執行，使得所述至少一個處理器實現如權利要求1至3任一項所述的基于基因調控網絡的群體機器人動態圍捕控制方法。
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