[發(fā)明專利]基于基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的多智能體導(dǎo)航控制方法、設(shè)備及介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210436264.6
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN114543815B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范衠;王琛;羅偉成;谷敏強(qiáng);施兆輝
• 申請（專利權(quán)）人: 汕頭大學(xué)
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 劉力

1.一種基于基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的多智能體導(dǎo)航控制方法，其特征在于，包括：

步驟S100，獲取多個(gè)智能體所在的平面地圖；

步驟S200、將所述平面地圖轉(zhuǎn)換為柵格地圖，確定所述柵格地圖中的各個(gè)柵格對應(yīng)的濃度信息；其中，所述濃度信息包含目標(biāo)位置的濃度信息場和障礙物位置的濃度信息場；

步驟S300、確定待導(dǎo)航的智能體的當(dāng)前柵格和目標(biāo)柵格，根據(jù)所述柵格地圖中的各個(gè)柵格對應(yīng)的濃度信息確定所述智能體從當(dāng)前柵格到目標(biāo)柵格的最優(yōu)路徑；其中，所述當(dāng)前柵格為所述智能體當(dāng)前所在的柵格，所述目標(biāo)柵格為目標(biāo)位置在柵格地圖中所在的柵格；

步驟S400、在所述智能體沿最優(yōu)路徑前行過程中，從與所述當(dāng)前柵格相鄰的8個(gè)鄰域柵格中篩選出空置柵格，確定每個(gè)空置柵格的濃度評估值、第一距離評估值和第二距離評估值；其中，所述空置柵格為所述智能體可通行的柵格，所述濃度評估值為所述智能體當(dāng)前時(shí)刻所在柵格和所述空置柵格的濃度信息之差，所述第一距離評估值為所述智能體的上一柵格和所述空置柵格之間的距離差值，所述第二距離評估值為所述空置柵格和所述目標(biāo)柵格之間的距離差值；

步驟S500、根據(jù)所述濃度評估值、第一距離評估值和第二距離評估值確定每個(gè)空置柵格的代價(jià)評估值，將代價(jià)評估值最小的空置柵格作為待進(jìn)入柵格；

步驟S600、確定待進(jìn)入柵格距離障礙物位置所在柵格的障礙物距離，基于所述障礙物距離確定所述智能體的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)所述智能體的運(yùn)行狀態(tài)控制所述智能體朝目標(biāo)位置前行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的多智能體導(dǎo)航控制方法，其特征在于，所述將所述平面地圖轉(zhuǎn)換為柵格地圖，確定所述柵格地圖中的各個(gè)柵格對應(yīng)的濃度信息，包括：

步驟S210、確定所述柵格地圖中目標(biāo)位置所在柵格、障礙物位置所在柵格以及智能體的可移動(dòng)范圍邊界；

步驟S220、將所述柵格地圖導(dǎo)入基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型中，生成目標(biāo)濃度地圖和障礙物濃度地圖；其中，所述目標(biāo)濃度地圖中的各個(gè)柵格包含目標(biāo)位置的濃度信息場，所述目標(biāo)濃度地圖中的各個(gè)柵格包含障礙物位置的濃度信息場；

步驟S230、將所述目標(biāo)濃度地圖和所述障礙物濃度地圖按對應(yīng)柵格進(jìn)行耦合，得到所述柵格地圖中各個(gè)柵格對應(yīng)的濃度信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的多智能體導(dǎo)航控制方法，其特征在于，生成目標(biāo)濃度地圖所依賴的計(jì)算公式為：

；

其中，p₁為目標(biāo)生成的濃度信息場，b₁為影響目標(biāo)濃度地圖中的各個(gè)柵格濃度值的可調(diào)參數(shù)，v₁為濃度擴(kuò)散因子，用于調(diào)整距離參數(shù)與濃度參數(shù)之間映射關(guān)系，r₁為目標(biāo)濃度地圖中的各個(gè)柵格中心離目標(biāo)所在位置的相對距離；

生成障礙物濃度地圖所依賴的計(jì)算公式為：

；

其中，p₂為障礙物生成的濃度信息場，b₂為影響障礙物濃度地圖中的各個(gè)柵格濃度值的可調(diào)參數(shù)，v₂為濃度擴(kuò)散因子，r₂為目標(biāo)濃度地圖中的各個(gè)柵格中心離障礙物所在位置的相對距離；

所述柵格地圖中各個(gè)柵格對應(yīng)的濃度信息的計(jì)算公式為：

；

其中，g₁為目標(biāo)濃度地圖所呈現(xiàn)的形態(tài)梯度空間,g₂為障礙物濃度地圖所呈現(xiàn)的形態(tài)梯度空間，g₃為耦合目標(biāo)位置的濃度信息場和障礙物位置的濃度信息場所呈現(xiàn)的形態(tài)梯度空間，θ₁為影響目標(biāo)濃度地圖的濃度值范圍的可調(diào)參量，k₁為影響目標(biāo)濃度地圖的相鄰柵格間濃度差值的可調(diào)參量，θ₂為影響障礙物濃度地圖的濃度值范圍的可調(diào)參量，k₂為影響障礙物濃度地圖的相鄰柵格間濃度差值的可調(diào)參量，θ₃為影響柵格地圖中柵格的濃度值范圍的可調(diào)參量，k₃為影響柵格地圖中相鄰柵格間濃度差值的可調(diào)參量。