不确定环境下无人系统编队快速自适应决策方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种不确定环境下无人系统编队快速自适应决策方法和装置，涉及人工智能领域。包括以下步骤：获取未发生通信干扰时无人系统编队的二维队形、初始通信网络D

Fast adaptive decision method and device for formation of unmanned system in uncertain environment

【技术实现步骤摘要】
不确定环境下无人系统编队快速自适应决策方法和装置
本专利技术涉及人工智能
，具体涉及一种不确定环境下无人系统编队快速自适应决策方法和装置。
技术介绍
无人系统是指无人驾驶的、完全按遥控操作或者按预编程序自主运作的一种系统，具体包括机器人和智能体等等，由于其不需要人为操作的特点而被广泛应用于各种领域。相比较于单个无人系统完成任务，多个无人系统协作完成任务更加高效，因此多无人系统技术也被广泛的应用，而如何控制无人系统编队完成工作是当前研究的一大热点。无人系统编队工作过程中可能会发生通信故障，使得某些通信链接不能够被使用，从而导致无人系统编队不能继续工作。现有技术一般将出现故障的通信链接删除，获取此时的通信网络下的二维持久编队对应的信息交互拓扑，并用该信息交互拓扑继续工作。然而本申请的专利技术人发现，现有技术的方法在实际应用时，由于无人系统编队在工作过程中行进速度较快，而现有技术重新获取信息交互拓扑的时间较长，如果没有快速恢复无人系统编队的信息交互拓扑容易导致无人系统之间发生碰撞而无法完成编队任务。因此现有技术存在安全性低的缺点。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种不确定环境下无人系统编队快速自适应决策方法和装置，解决了现有技术安全性低的技术问题。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：本专利技术解决其技术问题所提供的一种不确定环境下无人系统编队快速自适应决策方法，所述决策方法由计算机执行，包括以下步骤：S1、获取未发生通信干扰时无人系统编队的二维队形、初始通信网络D1和初始信息交互拓扑T1；获取发生通信干扰时无人系统编队中断的通信链接A0；基于A0和T1获取T1中的中断通信链接A1；S2、判断所述中断的通信链接A0对所述初始信息交互拓扑T1是否有影响；若是，则跳转到S3；若否，则T1即为最终的信息交互拓扑；S3、获取A1的替代反向弧，将所述替代反向弧替代A1，得到信息交互拓扑T2；判断所述信息交互拓扑T2是否为二维持久图，若是，则T2即为最终的信息交互拓扑，若否，则跳到S4；S4、获取T2对应的无向图R1；基于R1获取备用边集合；基于所述备用边集合添加备用边对应的弧到T2中，得到最终的信息交互拓扑。优选的，在S2中，判断A0对T1是否有影响，包括：判断所述中断通信链接A1构成的集合是否为空集，若是，则A0对T1没有影响；若否，则A0对T1有影响。优选的，在S3中，所述替代反向弧的获取方法包括：S3011、将所述中断的通信链接A0从所述初始通信网络D1中删除，得到通信网络D2；S3012、判断所述中断通信链接A1中的每条故障弧的反向弧是否存在于D2中，若是，则所述反向弧可以作为A1的故障弧的替代反向弧；若否，则继续判断下一条故障弧。优选的，在S3中，所述信息交互拓扑T2的获取方法，包括：S3021、将所述中断通信链接A1从所述初始信息交互拓扑T1中删除，得到信息交互拓扑S3022、将一条替代反向弧aqp添加到中；S3023、判断弧aqp的节点vp在中的入度是否大于2；若是，则在中找到一个入度小于2的节点vk；在中获取vk到vp之间的一条路径，且所述一条路径的反向路径中的所有弧都存在于D2中，在中将所述一条路径中的所有弧反向；若否，则继续添加下一条替代反向弧；S303、将所有可替代的故障弧由对应的替代反向弧替代后，得到信息交互拓扑T2。优选的，在S4中，所述备用边集合的获取方法包括：获取所述通信网络D2对应的无向图R2；将所述R1中的边从所述R2中删除，得到剩余的边作为备用边；所有的备用边构成备用边集合。优选的，在S4中，所述最终的信息交互拓扑的获取方法包括：获取所述R1对应的刚度矩阵M；将每条备用边依次添加到所述刚度矩阵M中，并判断：所述刚度矩阵M的秩是否为满秩；若否，则将所述备用边从所述刚度矩阵M中删除；若是，则判断：对于任意一条备用边eij，判断：备用边eij的节点vj在T2中的入度是否小于2且弧aij存在于所述通信网络D2中；若是，则将弧aij添加到T2中，得到信息交互拓扑T3；若否，则判断：节点vi在T2中的入度是否小于2且弧aji存在于所述通信网络D2中；若是，则将弧aji添加到T2中，得到信息交互拓扑T3；若否，则判断：弧aij是否存在于所述通信网络D2中；若是，则将弧aij添加到T2中，并在T2中找到一个入度小于2的节点vo，在T2中获取vo到vj之间的一条路径，且所述一条路径的反向路径中的所有弧都存在于D2中，在T2中将所述一条路径中的所有弧反向，得到信息交互拓扑T3；若否，则将弧aji添加到T2中，并在T2中找到一个入度小于2的节点vo，在T2中获取vo到vi之间的一条路径，且所述一条路径的反向路径中的所有弧都存在于D2中，在T2中将所述一条路径中的所有弧反向，得到信息交互拓扑T3；判断T3是否为二维持久图，若是，则T3为最终的信息交互拓扑，若否，则继续添加下一条备用边，并重复以上步骤。本专利技术解决其技术问题所提供的一种不确定环境下无人系统编队快速自适应决策装置，所述装置包括计算机，所述计算机包括：至少一个存储单元；至少一个处理单元；其中，所述至少一个存储单元中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述至少一个处理单元加载并执行以实现以下步骤：S1、获取未发生通信干扰时无人系统编队的二维队形、初始通信网络D1和初始信息交互拓扑T1；获取发生通信干扰时无人系统编队中断的通信链接A0；基于A0和T1获取T1中的中断通信链接A1；S2、判断所述中断的通信链接A0对所述初始信息交互拓扑T1是否有影响；若是，则跳转到S3；若否，则T1即为最终的信息交互拓扑；S3、获取A1的替代反向弧，将所述替代反向弧替代A1，得到信息交互拓扑T2；判断所述信息交互拓扑T2是否为二维持久图，若是，则T2即为最终的信息交互拓扑，若否，则跳到S4；S4、获取T2对应的无向图R1；基于R1获取备用边集合；基于所述备用边集合添加备用边对应的弧到T2中，得到最终的信息交互拓扑。优选的，在S3中，所述替代反向弧的获取方法包括：S3011、将所述中断的通信链接A0从所述初始通信网络D1中删除，得到通信网络D2；S3012、判断所述中断通信链接A1中的每条故障弧的反向弧是否存在于D2中，若是，则所述反向弧可以作为A1的故障弧的替代反向弧；若否，则继续判断下一条故障弧。优选的，在S3中，判断所述替代反向弧是否可以替代A1，包括：S3021、将所述中断通信链接A1从所述初始信息交互拓扑T1中删除，得到信息交互拓扑S3022、将一条替代反向弧aqp添加到中；S3023、判断弧aqp的节点vp在中的入度是否大于2；若是，则在中找到一个入度小于2的节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不确定环境下无人系统编队快速自适应决策方法，其特征在于，所述决策方法由计算机执行，包括以下步骤：/nS1、获取未发生通信干扰时无人系统编队的二维队形、初始通信网络D

【技术特征摘要】
1.一种不确定环境下无人系统编队快速自适应决策方法，其特征在于，所述决策方法由计算机执行，包括以下步骤：
S1、获取未发生通信干扰时无人系统编队的二维队形、初始通信网络D1和初始信息交互拓扑T1；获取发生通信干扰时无人系统编队中断的通信链接A0；基于A0和T1获取T1中的中断通信链接A1；
S2、判断所述中断的通信链接A0对所述初始信息交互拓扑T1是否有影响；若是，则跳转到S3；若否，则T1即为最终的信息交互拓扑；
S3、获取A1的替代反向弧，将所述替代反向弧替代A1，得到信息交互拓扑T2；判断所述信息交互拓扑T2是否为二维持久图，若是，则T2即为最终的信息交互拓扑，若否，则跳到S4；
S4、获取T2对应的无向图R1；基于R1获取备用边集合；基于所述备用边集合添加备用边对应的弧到T2中，得到最终的信息交互拓扑。


2.如权利要求1所述的决策方法，其特征在于，在S2中，判断A0对T1是否有影响，包括：
判断所述中断通信链接A1构成的集合是否为空集，若是，则A0对T1没有影响；若否，则A0对T1有影响。


3.如权利要求1所述的决策方法，其特征在于，在S3中，所述替代反向弧的获取方法包括：
S3011、将所述中断的通信链接A0从所述初始通信网络D1中删除，得到通信网络D2；
S3012、判断所述中断通信链接A1中的每条故障弧的反向弧是否存在于D2中，若是，则所述反向弧可以作为A1的故障弧的替代反向弧；若否，则继续判断下一条故障弧。


4.如权利要求3所述的决策方法，其特征在于，在S3中，所述信息交互拓扑T2的获取方法，包括：
S3021、将所述中断通信链接A1从所述初始信息交互拓扑T1中删除，得到信息交互拓扑
S3022、将一条替代反向弧aqp添加到中；
S3023、判断弧aqp的节点vp在中的入度是否大于2；
若是，则在中找到一个入度小于2的节点vk；在中获取vk到vp之间的一条路径，且所述一条路径的反向路径中的所有弧都存在于D2中，在中将所述一条路径中的所有弧反向；
若否，则继续添加下一条替代反向弧；
S303、将所有可替代的故障弧由对应的替代反向弧替代后，得到信息交互拓扑T2。


5.如权利要求3所述的决策方法，其特征在于，在S4中，所述备用边集合的获取方法包括：
获取所述通信网络D2对应的无向图R2；将所述R1中的边从所述R2中删除，得到剩余的边作为备用边；所有的备用边构成备用边集合。


6.如权利要求5所述的决策方法，其特征在于，在S4中，所述最终的信息交互拓扑的获取方法包括：
获取所述R1对应的刚度矩阵M；
将每条备用边依次添加到所述刚度矩阵M中，并判断：所述刚度矩阵M的秩是否为满秩；若否，则将所述备用边从所述刚度矩阵M中删除；若是，则判断：
对于任意一条备用边eij，判断：备用边eij的节点vj在T2中的入度是否小于2且弧aij存在于所述通信网络D2中；若是，则将弧aij添加到T2中，得到信息交互拓扑T3；若否，则判断：
节点vi在T2中的入度是否小于2且弧aji存在于所述通信网络D2中；若是，则将弧aji添加到T2中，得到信息交互拓扑T3；若...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗贺，李晓多，王国强，胡笑旋，曹欣，夏维，靳鹏，马华伟，朱默宁，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34