[发明专利]一种多智能机器人水下协同围捕控制系统及方法

说明书

本公开提供了一种多智能机器人水下协同围捕控制系统及方法，所述包括：水下机器人，所述水下机器人通过水下感知模块对水下环境进行扫描探测，识别出所需围捕的目标物信息；主控制器，所述主控制器读取各水下机器人位置和速度信息以及获得的目标物信息，并通过狼群算法进行路径规划并生成驱动信号；所述主控制器发送驱动信号至各水下机器人的驱动模块，水下机器人到达预设目标围捕点，完成围捕。在围捕动态目标过程中，主控制器根据各节点自身和获取目标物及水下环境数据信息的不断更新，进而对水下机器人的围捕路径不断的进行重新规划，在目标物存在逃逸的可能下，改善围捕效果，大大提高了围捕的成功率。

技术领域

本公开涉及水下机器人技术领域，尤其涉及一种多智能机器人水下协同围捕控制系统及方法。

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信息，不必然构成在先技术。

随着人类对海洋的开发不断加快和深入，水下机器人技术成为人类探索海洋的一大重要手段，引起了众多学者的重视，进而开始蓬勃发展。近年来自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicles，AUV)可以提供一种低成本的替代载人平台，用于特别危险的任务，如扫雷，或单调乏味的任务，如巡逻，所以在海洋环境探测、调查、水文参数测量、区域搜索、海地目标探测及等水下管道铺设维修等扮演着越来越重要的角色。但是因水下机器人承担的任务复杂度越来越大，单个AUV己经开始无法满足工作需要，其在控制与通讯方面能力不足，无法执行大范围，复杂环境下的任务。由此，研究人员开始对多水下机器人系统进行深入研宄。多水下机器人系统的作业范围和作业效率都远超单个水下机器人，而多AUV的协调控制技术是研究多水下机器人系统的重要内容，其中的关键技术将会被运用于民事、工业、军事等领域。本文中所研宄的多水下机器人围捕问题是指由多个水下机器人形成编队，通过协同合作，对一目标进行围捕。

要实现敌对目标的成功围捕，首先需要探测并准确识别出目标以及水下障碍物信息。在实际的水下环境中，可能存在水质浑浊、光线不足、等因素的干扰，导致AUV很难获取所需目标物有效数据以及障碍物信息

因此，在现有关于多智能体水下协同围捕系统，很少涉及AUV之间水下通信以及AUV和主控制器之间信息交互方面内容。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种多智能机器人水下协同围捕控制系统及方法，本公开能够有效地提高围捕的成功率。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种多智能机器人水下协同围捕控制系统，包括：

至少两台的水下机器人；

主控制器，所述主控制器读取各水下机器人位置和速度信息以及获得的目标物信息，并通过狼群算法进行路径规划并生成驱动信号；

所述主控制器发送驱动信号至各水下机器人的驱动模块，水下机器人到达预设目标围捕点，完成围捕；

具体的，通过狼群算法进行路径规划，包括选取距离目标最近的水下机器人为头狼，围捕过程中若头狼故障，则重新更换头狼。

进一步地，所述水下机器人包括水下感知模块，通过所述水下感知模块对水下环境进行扫描探测，识别出所需围捕的目标物信息。

进一步地，所述水下机器人通过水下感知模块建立三维空间模型判断目标物所在位置和当前速度。

进一步地，所述水下机器人之间共享其速度传感器所测量的当前速度和其位置传感器所测量的当前位置以及航向信息，实现信息交互。

进一步地，所述水下感知模块包括水下高清双目摄像头和主动声纳。

进一步地，所述水下机器人还包括速度传感器和位置传感器。

进一步地，所述水下机器人还包括水声通信模块。