[发明专利]一种基于改进拟态物理法的多智能体系统运动控制方法

权利要求书

1.一种基于改进拟态物理法的多智能体系统运动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将每个智能体抽象为质点，建立单个智能体的二阶运动模型；

步骤二，根据智能体感知范围得到智能体的邻居序号集，获取感知范围内邻居智能体的状态信息以及目标的位置信息；

步骤三，根据邻居智能体的状态信息和目标的位置信息选择注意对象；

步骤四，根据智能体与邻居智能体或注意对象的距离，计算改进拟态物理法的聚集系数、速度一致系数和避碰系数，具体为：

式中，k_p为聚集系数，k_v为速度一致系数，k_r为避碰系数；α，β和γ为增益系数，d为智能体Agent_i与邻居智能体Agent_j或注意对象的欧氏距离；r_a为智能体的速度一致距离，r_s为智能体的避碰距离；q为指数因子；

步骤五，利用注意力参数调节改进拟态物理法各项的作用效果，计算每个智能体的控制输入，具体包括：

(5.1)计算智能体Agent_i与邻居智能体Agent_j，j∈N_i的位置差和速度差具体为：

式中，p_j表示编号为j的智能体Agent_j的位置向量，p_i表示智能体Agent_i的位置向量；v_j表示智能体Agent_j的速度向量，v_i表示智能体Agent_i的速度向量；

(5.2)计算改进拟态物理法的速度一致项和避碰项具体为：

式中，k_p、k_v和k_r分别为位置协同系数、速度协同系数和避碰系数，r_s为智能体的避碰距离，δ为智能体的感知距离，r_a为智能体的速度一致距离；

(5.3)计算改进拟态物理法的注意力跟随项具体为：

式中，为注意对象的位置，为注意对象的速度向量，显然，当注意对象为静止目标时，

(5.4)利用注意力参数调节改进拟态物理法各项的作用效果，计算每个智能体的控制输入u_i，具体为：

式中，α_i为注意力参数，表示为：

步骤六，根据步骤五计算的控制输入与步骤一单个智能体的运动模型，对智能体进行控制；

步骤七，判断每个智能体是否都到达目标点，如果没有，则跳转步骤二进行循环，否则结束运动。

2.如权利要求1所述的一种基于改进拟态物理法的多智能体系统 运动控制方法，其特征在于，所述步骤一中将每个智能体抽象为质点，建立单个智能体的二阶运动模型，具体为：

式中，p_i是智能体Agent_i的位置向量，v_i是智能体Agent_i的速度向量；u_i为Agent_i的控制输入，N为多智能体系统中智能体的总数。