[发明专利]一种自驱动交通工具圆周编队控制方法、系统及存储介质

说明书

本发明的一种自驱动交通工具圆周编队控制方法、系统及存储介质，包括通过计算机设备执行以下步骤：S100、建立自主式驱动交通工具的动力学模型；S200、基于步骤S100的动力学模型设计控制器；S300、基于步骤S200的控制器，获取自主式驱动交通工具的信息并实现圆周编队。本发明设计了圆心控制器，与传统的提前给定圆心相比，本发明可以与其他智能算法结合加以改进以完成复杂任务，如通过粒子算法进行信号源搜索。本发明建立了自主式驱动交通工具的动力学模型，与单积分或双积分模型不同，该模型更能描述实际自主式驱动交通工具的运动状态。

技术领域

本发明涉及智能系统技术领域，具体涉及一种自驱动交通工具圆周编队控制方法、系统及存储介质。

背景技术

随着通信技术、感知网络以及芯片计算能力的快速发展，在过去的二十多年里多智能体系统的协调配合问题引起了众多专家学者的兴趣，协调配合问题就是一组可以相互通信的智能体通过设计来共同完成一项复杂任务。多智能体的协同控制问题有很多工程应用，如无人机编队、智能工厂、环境监测、智能楼宇以及智能监控。在多智能体的协同控制问题中，分布式圆周编队控制问题是一个很吸引人且具有挑战性的研究方向，在圆周编队控制问题中所有智能体的轨迹都是一个具有固定中心的圆形。

受Akira Okubo(Dynamical aspects of animal grouping:swarms,schools,flocks,and herds.Advances in biophysics,1986,22:1-94.)所提出的群体保持结构不变的三大规则启发，N.E.Leonard与E.FiorelliN.在第40届控制与决策会议上(“Virtualleaders,artificial potentials and coordinated control of groups,”Orlando,FL,USA,2001,pp.2968–2973)初步提出如何设计控制器使得全驱动物体完成圆周编队,其中引入了一个非线性函数用来协助全驱动物体保持一定距离。与这两篇科技文献使用的单积分或双积分器模型相比，本发明提出的动力学模型更加符合一般交通工具的实际运动情况。

R.Sepulchre等人(“Stabilization of planar collective motion withlimited communication,”IEEE Transactions Automatic Control,vol.53,no.3,pp.706–719,2008.)提出一种控制算法使得多智能体完成圆周编队，当网络条件可以描述为有向循环图时。A.Jain与D.Ghose(Stabilization of collective motion insynchronized,balanced and splay phase arrangements on a desired circle,”inProc.Amer.Control Conf.(ACC),Chicago,IL,USA,2015,pp.731–736)提出一种新的圆周编队方法使得多智能体可以围绕指定的圆心进行圆周编队。然而，这些方法有两种不足。一是圆心要么是给定的，要么无法预测，使得算法移植性很差；二是算法需要极其可靠的网络通信条件，这需要花费大量资金来实现。

发明内容

本发明提出的一种自驱动交通工具圆周编队控制方法、系统及存储介质，可解决现有方法没办法实现预测使得算法移植性很差，而且需要可靠的网络通信条件，成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种自驱动交通工具圆周编队控制方法，包括通过计算机设备执行以下步骤：

S100、建立自主式驱动交通工具的动力学模型；

S200、基于步骤S100的动力学模型设计控制器；

S300、基于步骤S200的控制器，获取自主式驱动交通工具的信息并实现圆周编队。