[發明專利]一種基于基因調控網絡的智能體集群區域覆蓋方法及系統

有效

• 申請號: 202310614358.2
• 申請日: 2023-05-29
• 公開（公告）號: CN116339351B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 李文姬;關朝滔;王詔君;范衠;邱昊;彭泫知;朱翔;余欣冉;鄧浩源;郝志峰
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;H04W4/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 葉潔勇

1.一種基于基因調控網絡的智能體集群區域覆蓋方法，其特征在于，所述基因調控網絡包括上層網絡和下層網絡，所述方法包括：

針對智能體集群中的每個智能體，實時獲取所述智能體的位置信息以及與其鄰近的所有障礙物的位置信息；

在所述上層網絡中，根據所述智能體的位置信息和所述所有障礙物的位置信息，生成由所述智能體和所述所有障礙物形成的三維濃度地圖，再將所述三維濃度地圖映射到二維平面以獲取所述智能體所處的影響區域；

在所述下層網絡中，根據所述影響區域的形態特征確定所述智能體在下一時刻的運動速度；

控制所述智能體按照所述運動速度運行，以進行區域覆蓋；

其中，所述根據所述影響區域的形態特征確定所述智能體在下一時刻的運動速度包括：

當識別所述影響區域為非圓形區域時，按照既定采樣步長從所述影響區域的外邊界線上獲取若干個采樣點；

獲取所述智能體與每個采樣點之間的距離，再結合所述智能體的當前運動速度和給定的智能體最小避碰距離，確定所述智能體在下一時刻的運動速度；

其中，所述智能體在下一時刻的運動速度的計算公式為：

式中，為所述智能體在下一時刻的運動速度，為所述若干個采樣點的數量，指代S型函數，為所述智能體最小避碰距離，為所述智能體與第j個采樣點之間的距離，為給定調控參數，為所述智能體的當前運動速度；

其中，所述根據所述智能體的位置信息和所述所有障礙物的位置信息，生成由所述智能體和所述所有障礙物形成的三維濃度地圖包括：

根據所述智能體的位置信息，確定所述智能體產生的個體濃度場；

根據所述所有障礙物的位置信息，確定所述所有障礙物產生的綜合濃度場；

將所述個體濃度場和所述綜合濃度場進行融合，得到由所述智能體和所述所有障礙物形成的三維濃度地圖；

其中，所述將所述個體濃度場和所述綜合濃度場進行融合，相應的公式為：

式中，為所述基因調控網絡中的一種基因以生成所述綜合濃度場對應的綜合濃度地圖，為時間，為S型函數，和為給定調節參數，為所述基因調控網絡中的另一種基因以生成所述三維濃度地圖，為所述個體濃度場。

2.根據權利要求1所述的基于基因調控網絡的智能體集群區域覆蓋方法，其特征在于，所述所有障礙物為所述智能體集群中除所述智能體之外與所述智能體之間的距離落在給定探測范圍內的所有智能體。

3.根據權利要求1所述的基于基因調控網絡的智能體集群區域覆蓋方法，其特征在于，所述根據所述影響區域的形態特征確定所述智能體在下一時刻的運動速度還包括：

當識別所述影響區域為圓形區域時，將所述智能體的當前運動速度作為所述智能體在下一時刻的運動速度。