[发明专利]基于人工鱼群算法的多机器鱼控制方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于人工鱼群算法的多机器鱼控制方法及系统，获取至少两个机器鱼的参量数据；根据获取的参量数据，对机器鱼进行编码，将机器鱼对应为人工鱼；对人工鱼群进行初始化，并计算每条人工鱼的目标函数值，得到人工鱼最优状态；每条人工鱼依次进行觅食行为、聚群行为、追尾行为和随机行为，在所有人工鱼进行以上四种行为后，对最优状态进行保留并开始新一轮迭代过程；当达到迭代终止条件时，以得到的人工鱼最优状态作为机器鱼的最优游动规划；本公开将机器鱼与人工鱼进行对应，采用人工鱼群算法进行人工鱼的寻优，进而得到机器鱼的最优游动规划，实现了机器鱼最优控制。

技术领域

本公开涉及多机器鱼控制技术领域，特别涉及一种基于人工鱼群算法的多机器鱼控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

仿生机器鱼是人类探索水下世界的工具之一。单个仿生机器鱼由于自身限制，已经无法满足日益精确化、多样化、复杂化的要求，尤其在复杂水域中，会受到区域环境复杂、目标不确定等问题的困扰，导致觅食搜索问题更为困难。机器鱼的发展正朝着智能化和群体化进行。

在自然界中，鱼类个体表现的行为十分简单，但是由鱼类个体组成的鱼群却能够通过相互之间的简单合作表现出一种有效的复杂智能行为。在这种群系统中，个体利用局部范围内的直接通信或利用环境进行间接通信减少了每个个体之间的通信，但是，目前对仿生机器鱼群的控制依然是对单个机器鱼的控制的叠加，尚无法实现多个仿生机器鱼的最优控制或者协同控制。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于人工鱼群算法的多机器鱼控制方法及系统，实现了多条仿生机器鱼的协同最优控制，提高多机器鱼控制的精度。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种基于人工鱼群算法的多机器鱼控制方法。

一种基于人工鱼群算法的多机器鱼控制方法，包括以下过程：

获取至少两个机器鱼的参量数据；

根据获取的参量数据，对机器鱼进行编码，将机器鱼对应为人工鱼；

对人工鱼群进行初始化，并计算每条人工鱼的目标函数值，得到人工鱼最优状态；

每条人工鱼依次进行觅食行为、聚群行为、追尾行为和随机行为，在所有人工鱼进行以上四种行为后，对最优状态进行保留并开始新一轮迭代过程；

当达到迭代终止条件时，以得到的人工鱼最优状态作为机器鱼的最优游动规划。

本公开第二方面提供了一种基于人工鱼群算法的多机器鱼控制系统。

一种基于人工鱼群算法的多机器鱼控制系统，包括：

数据获取模块，被配置为：获取至少两个机器鱼的参量数据；

机器鱼编码模块，被配置为：根据获取的参量数据，对机器鱼进行编码，将机器鱼对应为人工鱼；

人工鱼最优计算模块，被配置为：对人工鱼群进行初始化，并计算每条人工鱼的目标函数值，得到人工鱼最优状态；

人工鱼迭代优化模块，被配置为：人工鱼每条人工鱼依次进行觅食行为、聚群行为、追尾行为和随机行为，在所有人工鱼进行以上四种行为后，对最优状态进行保留并开始新一轮迭代过程；

机器鱼最优控制模块，被配置为：当达到迭代终止条件时，以得到的人工鱼最优状态作为机器鱼的最优游动规划。

本公开第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的基于人工鱼群算法的多机器鱼控制方法中的步骤。