[發明專利]多機器人協作圍捕方法、裝置、電子設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202110689055.8
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113253738B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 劉振;周志明;張天樂;蒲志強;丘騰海;易建強
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張雅娜

1.一種多機器人協作圍捕方法，其特征在于，包括：

基于任一機器人的運動狀態，所述任一機器人與目標物體之間的距離，以及所述任一機器人與其余各個機器人之間的距離，確定所述任一機器人的圍捕狀態信息；

基于任一機器人與各個障礙物體之間的距離，以及各個障礙物體的狀態，確定所述任一機器人的障礙狀態信息；

基于每一機器人的圍捕狀態信息和障礙狀態信息，確定每一機器人的運動控制策略；

基于每一機器人的運動控制策略，控制各個機器人對所述目標物體進行圍捕；

所述基于任一機器人的運動狀態，所述任一機器人與目標物體之間的距離，以及所述任一機器人與其余各個機器人之間的距離，確定所述任一機器人的圍捕狀態信息，包括：

基于任一機器人的運動狀態，以及所述任一機器人與目標物體之間的距離，確定所述任一機器人的目標追蹤信息；

基于所述任一機器人的目標追蹤信息，以及所述任一機器人與其余各個機器人之間的距離，確定所述任一機器人的協作狀態信息；

基于所述任一機器人的目標追蹤信息和協作狀態信息，確定所述任一機器人的圍捕狀態信息；

所述基于所述任一機器人的目標追蹤信息，以及所述任一機器人與其余各個機器人之間的距離，確定所述任一機器人的協作狀態信息，包括：

基于預設通信距離，以及所述任一機器人與其余各個機器人之間的距離，確定所述任一機器人與其余各個機器人之間的通信連接關系；

基于所述任一機器人的目標追蹤信息，其余各個機器人的目標追蹤信息，以及所述任一機器人與其余各個機器人之間的通信連接關系，確定所述任一機器人的協作狀態信息；

所述基于所述任一機器人的目標追蹤信息，其余各個機器人的目標追蹤信息，以及所述任一機器人與其余各個機器人之間的通信連接關系，確定所述任一機器人的協作狀態信息，包括：

基于所述任一機器人與其余各個機器人之間的通信連接關系，確定與所述任一機器人進行通信的協作機器人；

基于自注意力機制，所述任一機器人的目標追蹤信息，以及各個協作機器人的目標追蹤信息，確定所述任一機器人與各個協作機器人之間的注意力權重；

基于各個協作機器人的目標追蹤信息，以及所述任一機器人與各個協作機器人之間的注意力權重，確定所述任一機器人的協作狀態信息。

2.根據權利要求1所述的多機器人協作圍捕方法，其特征在于，所述基于任一機器人與各個障礙物體之間的距離，以及各個障礙物體的狀態信息，確定所述任一機器人的障礙狀態信息，包括：

基于所述任一機器人與各個障礙物體之間的距離，將各個障礙物體的狀態信息按照從遠到近的順序輸入至長短期記憶神經網絡中，確定所述任一機器人的障礙狀態信息。

3.根據權利要求1所述的多機器人協作圍捕方法，其特征在于，所述基于每一機器人的圍捕狀態信息和障礙狀態信息，確定每一機器人的運動控制策略，包括：

基于每一機器人的位置，以及目標物體的位置，以及預設圍捕距離和預設間隔距離，確定每一機器人的圍捕獎勵函數；所述預設圍捕距離為圍捕成功時每一機器人與所述目標物體之間的距離；所述預設間隔距離為圍捕成功時各個機器人之間的距離；

采用近端策略優化算法，基于每一機器人的圍捕狀態信息和障礙狀態信息，以及每一機器人的圍捕獎勵函數，確定每一機器人的運動控制策略。

4.根據權利要求3所述的多機器人協作圍捕方法，其特征在于，所述基于每一機器人的位置，以及目標物體的位置，以及預設圍捕距離和預設間隔距離，確定每一機器人的圍捕獎勵函數，包括：

基于每一機器人的位置，以及預設碰撞距離和預設碰撞警告距離，確定每一機器人的防碰撞獎勵函數；

基于每一機器人的位置，目標物體的位置，以及預設圍捕距離，確定每一機器人的圍捕距離獎勵函數；

基于每一機器人的位置，以及預設間隔距離，確定每一機器人的間隔距離獎勵函數；

基于每一機器人的防碰撞獎勵函數、圍捕距離獎勵函數和間隔距離獎勵函數中的至少一種，確定每一機器人的圍捕獎勵函數。