[发明专利]多智能体协同控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种通信技术领域的系统，具体是一种多智能体协同控制系统。

背景技术

多智能体系统(Multi-Agent System，MAS)是当今通信领域和控制领域相结合的研究热点。多智能体技术的应用领域非常广阔，包括智能机器人系统，交通控制，制造系统，分布式决策系统等多个方面。其中的智能体被认为是一个物理或抽象的、能在一定环境下运行的实体，它能作用于自身和环境，并对环境做出反应。而多智能体系统是由多个单智能体组成的集合，该系统可以协调一组智能体的行为，以协同地完成一个任务或求解问题。

在近些年的研究中，人们针对多智能体协同控制中的路径规划，协作定位和协同避障等问题分别提出了许多理论和方法，进行仿真验证，也有不同程度的实际应用。但是，从整体的角度上整合各项技术，设计实用的多智能体协同控制系统，却是目前研究中较少涉及的领域。

经对现有文献检索发现，中国专利申请号为：200710044222.3，名称为：基于多智能体和非适应性行为的微观交通仿真系统，该技术提出了一种具有精确行为描述的交通实体和高效的行为计算模型的微观交通仿真系统。中国专利申请号为：200810207315.8，名称为：多智能体区域道路交叉口信号集成控制仿真系统，该技术提出了一种具有多层体系结构的各控制器具有动态调整能力的区域道路交叉口信号集成控制仿真系统。但是以上技术都只是涉及了多智能体协同控制的仿真层面，并没有建立实际的系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种多智能体协同控制系统。本发明通过模块化设计思想和多线程编程方式，设计出功能完善，可用性强的基本模块，建立的多智能体协同控制系统能够为协同控制的理论研究提供实际系统的支持，同时可以作为应用方案推广的初期测试平台。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：图像采集模块、传感器模块、通信模块、控制模块和存储模块，其中：图像采集模块与存储模块相连传输视觉信息，传感器模块与存储模块相连传输感知信息，通信模块与存储模块相连传输通信组内的智能体的状态信息，控制模块与存储模块相连传输智能体的自身状态信息和环境信息。

所述的图像采集模块实现对外界环境的视觉感知。

所述的传感器模块包括：数据采集模块和自定位模块，其中：数据采集模块与存储模块相连传输感知信息，数据采集模块与自定位模块相连传输速度信息和方位信息，自定位模块与存储模块相连传输智能体当前的位置信息。

所述的数据采集模块包括：红外传感器、超声波传感器、电子罗盘、碰撞传感器和测速传感器，其中：红外传感器与存储模块相连传输红外传感器测得的距离信息，超声波传感器与存储模块相连传输超声波传感器测得的距离信息，电子罗盘与存储模块相连传输角度信息，碰撞传感器与存储模块相连传输碰撞信息，测速传感器与存储模块相连传输智能体的速度信息，测速传感器与自定位模块相连传输智能体的速度信息，电子罗盘与自定位模块相连传输角度信息。

所述的通信模块包括：服务器端通信模块和客户端通信模块，其中：服务器端通信模块与存储模块无线相连传输作为服务器的智能体的状态信息，客户端通信模块与存储模块无线相连传输作为客户的智能体的状态信息，服务器端通信模块与客户端通信模块无线相连互相交换智能体的状态信息。

所述的控制模块包括：决策子模块和执行子模块，其中：决策子模块与执行子模块相连传输控制命令信息，决策子模块与存储模块相连传输环境信息和多智能体状态信息，执行子模块与存储模块相连传输行为信息。

所述的存储模块包括：环境信息存储器和多智能体状态存储器，其中：环境信息存储器分别与图像采集模块和传感器模块相连传输环境信息，多智能体状态存储器分别与传感器模块、通信模块和控制模块相连传输多智能体状态信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)建立了实际的多智能体协同控制系统，封装了多智能体所需的感知，通信，决策和控制等功能的基本特征，按照模块化设计思想设计并实现系统；(2)系统具备良好的通用性，其实现过程不依赖于具体的硬件系统，按照上述体系结构进行设计实现，实现简单，可以很快的在各种硬件平台上搭建起多智能体系统。

附图说明

图1是实施例的系统组成示意图；

其中：1-图像采集模块，2-传感器模块，3-通信模块，4-控制模块，5-存储模块，6-数据采集模块，7-自定位模块，8-服务器端通信模块，9-客户端通信模块，10-决策子模块，11-执行子模块，12-环境信息存储器，13-多智能体状态存储器。