[發(fā)明專利]物體圍捕方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310643082.0
• 申請(qǐng)日: 2023-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116520851B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任勇;魏維;杜軍;王景璟;方政儒;王子源;張澤楷;夏照越;侯向往
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02;B63G8/00;B63C11/52;G06N20/00
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 朱五云

1.一種物體圍捕方法，其特征在于，所述方法包括：

基于待圍捕物體的當(dāng)前位置和多個(gè)潛航器的當(dāng)前部署位置，確定多個(gè)候選圍捕策略；不同的候選圍捕策略中參與圍捕的潛航器不同，且不同的候選圍捕策略中所述待圍捕物體和各所述潛航器在未來(lái)多個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)位置均不同；

根據(jù)各所述候選圍捕策略的平均獎(jiǎng)勵(lì)值構(gòu)建平均獎(jiǎng)勵(lì)曲線；所述候選圍捕策略的平均獎(jiǎng)勵(lì)值是根據(jù)對(duì)所述候選圍捕策略中所有參與圍捕的潛航器的圍捕動(dòng)作以及待圍捕物體的逃逸動(dòng)作進(jìn)行評(píng)價(jià)得到的；

在所述平均獎(jiǎng)勵(lì)曲線滿足預(yù)設(shè)收斂閾值的情況下，將所述平均獎(jiǎng)勵(lì)曲線上末端平均獎(jiǎng)勵(lì)值對(duì)應(yīng)的候選圍捕策略確定為目標(biāo)圍捕策略；所述預(yù)設(shè)收斂閾值表示平均獎(jiǎng)勵(lì)曲線的收斂程度的量化標(biāo)準(zhǔn)；

向所述目標(biāo)圍捕策略中參與圍捕的潛航器下發(fā)所述目標(biāo)圍捕策略，以對(duì)所述待圍捕物體進(jìn)行圍捕。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于待圍捕物體的當(dāng)前位置和多個(gè)潛航器的當(dāng)前部署位置，確定多個(gè)候選圍捕策略，包括：

對(duì)所述多個(gè)潛航器進(jìn)行劃分，獲取多個(gè)潛航器組合；

根據(jù)所述待圍捕物體的當(dāng)前位置和每個(gè)潛航器組合中各潛航器的當(dāng)前部署位置，確定所述多個(gè)候選圍捕策略；每個(gè)潛航器組合對(duì)應(yīng)一種候選圍捕策略。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述待圍捕物體的當(dāng)前位置和每個(gè)所述潛航器組合中潛航器的當(dāng)前部署位置，確定所述多個(gè)候選圍捕策略，包括：

對(duì)于任一潛航器組合，基于所述待圍捕物體的當(dāng)前位置和所述潛航器組合中各潛航器的當(dāng)前部署位置，確定至少一個(gè)目標(biāo)潛航器；

基于所述待圍捕物體的當(dāng)前位置和各所述目標(biāo)潛航器的當(dāng)前部署位置，獲取各所述目標(biāo)潛航器在未來(lái)多個(gè)時(shí)刻的圍捕動(dòng)作以及所述待圍捕物體在未來(lái)多個(gè)時(shí)刻的逃逸動(dòng)作；

將各所述目標(biāo)潛航器在未來(lái)多個(gè)時(shí)刻的圍捕動(dòng)作以及所述待圍捕物體在未來(lái)多個(gè)時(shí)刻的逃逸動(dòng)作，確定為所述潛航器組合對(duì)應(yīng)的候選圍捕策略。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述待圍捕物體的當(dāng)前位置和所述潛航器組合中各潛航器的當(dāng)前部署位置，確定至少一個(gè)目標(biāo)潛航器，包括：

獲取各所述潛航器與所述待圍捕物體的距離；

根據(jù)各所述潛航器與所述待圍捕物體的距離、各所述潛航器的攻擊半徑以及各所述潛航器的感知半徑，確定所述潛航器組合中的目標(biāo)潛航器。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述基于所述待圍捕物體的當(dāng)前位置、各所述目標(biāo)潛航器的當(dāng)前部署位置，獲取各所述目標(biāo)潛航器在未來(lái)多個(gè)時(shí)刻的圍捕動(dòng)作以及所述待圍捕物體在未來(lái)多個(gè)時(shí)刻的逃逸動(dòng)作，包括：

獲取當(dāng)前時(shí)刻的平均通信時(shí)延；

根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻和所述當(dāng)前時(shí)刻的平均通信時(shí)延，獲取實(shí)際圍捕時(shí)刻；

若所述實(shí)際圍捕時(shí)刻超出預(yù)設(shè)圍捕時(shí)刻，則從動(dòng)作空間集合中，確定所述當(dāng)前時(shí)刻各所述目標(biāo)潛航器的圍捕動(dòng)作以及所述待圍捕物體的逃逸動(dòng)作；所述動(dòng)作空間集合是根據(jù)各所述目標(biāo)潛航器的避碰約束條件、通信約束條件以及終止約束條件得到的。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述獲取當(dāng)前時(shí)刻的平均通信時(shí)延，包括：

根據(jù)各所述目標(biāo)潛航器的當(dāng)前部署位置和所述待圍捕物體的當(dāng)前位置確定多個(gè)位置向量；

根據(jù)水下聲音傳播速度與所述待圍捕物體的逃逸速度，確定各所述目標(biāo)潛航器的圍捕速度時(shí)延；并將各所述位置向量與所述圍捕速度時(shí)延的比值確定為各所述目標(biāo)潛航器的圍捕通信時(shí)延；

根據(jù)所述水下聲音傳播速度與各所述目標(biāo)潛航器的圍捕速度，確定所述待圍捕物體相對(duì)各所述目標(biāo)潛航器的逃逸速度時(shí)延；并將各所述位置向量與所述逃逸速度時(shí)延的比值確定為所述待圍捕物體相對(duì)各所述目標(biāo)潛航器的逃逸通信時(shí)延；

根據(jù)各所述目標(biāo)潛航器的圍捕通信時(shí)延和所述待圍捕物體相對(duì)各所述目標(biāo)潛航器的逃逸通信時(shí)延，確定所述平均通信時(shí)延。