一种多智能体系统结构及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多智能体系统结构，包括自组织无线通信网络，所述自组织无线通信网络与互联网连接，所述互联网分别又与网关设备和第一通信网络基站连接，所述第一通信网络还与多通道交互系统连接，所述多通道交互系统与用户连接；所述网关设备还与数据服务器连接。本发明专利技术可以迅速、可靠的将多智能体系统应用在不同场景中，执行不同的任务，系统会根据选择的应用场景和输入的参数，自动生成系统初始运行策略，并且在运行过程中实时改变运行策略，具有较高的自主性和协调性。

【技术实现步骤摘要】
一种多智能体系统结构及其控制方法
本专利技术属于智能自主无人系统
，特别涉及一种多智能体系统结构及其控制方法。
技术介绍
自主无人系统技术是人工智能重点关注的关键技术之一，其主要特点是智能化、控制系统、动态组网和人机关系。为此，5G技术提供的网络能力将满足三大极限业务场景需求，为用户提供更高速率和更好的业务体验，包括提供的高速率、高带宽业务能力，可支持超高清3D视频、VR、AR等业务；提供的低功耗、高连接密度能力，可支持监控、传感器、智慧城市等应用；提供的超低时延、高可靠性通信能力，可支持自动驾驶、远程医疗、智慧工厂、人工智能等应用。因此5G技术可促进各行各业的智能化和自动化通信需求。多智能体系统是由一系列相互作用的智能体单元构成，各个智能体单元之间通过通信、合作、协调、调度、管理和控制等方式来表达系统的结构、功能及行为特性，完成单个智能体单元不能完成的大量而又复杂的工作。多智能体系统具有自主性、分布性、协调性，并具有自组织能力、学习能力和推理能力，因而采用多智能体系统解决实际问题，可以代替单个智能体单元或人工，很难或无法完成的工作，并具有很强的鲁棒性和可靠性。多智能体系统自20世纪70年代被提出以来，就在各个领域迅速地得到了应用，例如军事协同作战、航空编队、城市管理、智能交通、联合搜救、海底探测等。专利“一种无人飞行器城市空中管理系统”(CN201711285844.5)、“一种应用于智能交通的无人机系统”(CN201810734095.8)、“一种无人机群搜索救援方法及系统”(CN201810892369.6)、“用于海底电缆巡检的水下机器人控制系统及方法”(CN201711259977.5)等，实现了多智能体系统在具体指定的不同场景下的应用，并有效、迅速的完成指定的相关作业任务，自动化、智能化程度较高；“一种基于图形化表示的多智能体系统生成方法”(ZL201410133930.4)采用图形化方式编辑构建自定义的多智能体系统，提高了智能体单元的开发效率，该方法可以根据用户需求，快速生成多种多智能体系统；但上述智能体单元及智能体单元的设计取决于指定的应用场景和功能需求，因此形成的智能体单元及系统功能单一，应用场景存在局限性；当有不同应用场景任务需求时，需要对原系统进行重新设计或改造，即现有系统无法满足应用场景多样、变化的使用需求；此外，上述多智能体系统中的单个智能体单元，在系统中的功能是预先设定的具体、单一功能，当系统中某个智能体单元发生故障时，会影响整个系统的运行，系统鲁棒性差、可靠性不足。在多样、变化的应用场景中，多智能体系统对环境信息的感知精准度对于控制多智能体系统运行至关重要，但目前多智能体系统感知场景信息的方式单一，如专利一种数字图像中的目标定位方法以及装置(ZL201410359215.2)公开了一种利用数字图像进行目标定位的方法，首先获取目标Gabor滤波形状模板，利用Gabor滤波结果进行形状匹配定位，再利用骨架特征之间的相似度判定目标所在区域；专利一种水下机器人目标定位识别方法和系统(ZL201710209500.X)公开了一种利用声呐信息进行目标定位的方法；专利无线传感器网络静止目标定位方法及系统(ZL201310145553.1)公开了一种利用无线网络进行目标定位的方法。当多智能体系统的应用环境变化影响了信息获取的精度，则会导致感知的环境信息精准度降低，因此需要多智能体系统能够采用多种方式感知环境信息，进行多源异构信号融合处理后，控制多智能体系统运行。若多智能体系统的目标是随机运动的，现有多智能体系统很难预测下一时刻目标可能出现的位置，导致智能体单元不能较好的获取下一时刻目标的信息，甚至丢失目标。此外，现有的多智能体系统在实际应用过程中，人机交互性差，无法实现多通道全息的信息交换，用户操控系统的便捷度和精准度较低。因此，需要开发适用于多领域场景，具备动态运行策略，自主性、协调性、可靠性更高，且人机交互友好的多智能体系统。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术存在的问题，提供一种多智能体系统及其控制方法，可以迅速、可靠的将多智能体系统应用在不同场景中，执行不同的任务，系统会根据选择的应用场景和输入的参数，自动生成系统初始运行策略，并且在运行过程中实时改变运行策略，提升多智能体系统自主性和协调性。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术提供一种多智能体系统，包括自组织无线通信网络，所述自组织无线通信网络与互联网连接，所述互联网分别又与网关设备和第一通信网络基站连接，所述第一通信网络还与多通道交互系统连接，所述多通道交互系统与用户连接；所述网关设备还与数据服务器连接。进一步的，所述智能体单元包括主控模块和与之连接的多个外设模块，所述主控模块通过接口与外设模块连接；所述各个模块之间通过接口连接进行信号和能量传递；所述主控模块包括微控制器，微控制器上的常用引脚与主控接口连接，主控接口的输出线与环状主控端子连接，微控制器还连接有电源，主控模块上分布多个相同的主控接口和主控端子。进一步的，所述外设模块包括感知模块、通信模块、定位模块和执行模块；所述感知模块通过图像、语音、动作、生命信号进行感知；所述通信模块通过5G、4G、GPRS、CDMA、卫星通信、水声通信、Zig-Bee、蓝牙、Wi-Fi方式进行通信；所述定位模块通过GPS、Wi-Fi、蓝牙、超声波的定位方式进行定位。进一步的，所述主控接口上设有交流振荡电路、第一数字开关和第二数字开关，所述交流振荡电路用于生成特定频率与电压的交流电信号Si，交流振荡电路的输出线与S线连接；所述主控接口通过N1线与第一数字开关连接，所述主控接口通过N1线与第二数字开关。进一步的，主控模块通过环状主控端子与外设模块以任意角度相连，且主控模块的某个主控端子可同时并行连接多个外设模块；外设模块上分布多个外设端子，外设端子与外设接口连接，外设接口输出线连接外设执行器进一步的，所述外设接口内包括调压电路、带通滤波器、整流器、锁存器；所述调压电路的输出端与外设执行器的电源线连接，外设接口在外设端子和外设执行器的N1和N2线之间设有第三数字开关；交流信号线S输入的交流电信号Si经过带通滤波器向整流器传递正弦信号，正弦信号经过整流器后被转为直流信号控制与其相连的锁存器的输出状态，锁存器的输出端通过非门电路与第三数字开关连接，控制第三数字开关的断开或闭合；整流器的输出端与N1线之间通过第四数字开关连接，锁存器的输出端控制第四数字开关的断开或闭合。进一步的，所述自组织无线通信网络由智能体单元和无线通信网络传输装置构成。进一步的，所述自组织无线通信网络分为水下自组织无线通信网络、空中自组织无线通信网络和陆地自组织无线通信网络；对应的，智能体单元也分为水下智能体单元、空中智能体单元和陆地智能体单元。进一步的，所述水下智能体单元为水下无人航行器；所述空中智能体单元为无人机；所述陆地智能体单元为无人车。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多智能体系统结构，其特征在于：包括自组织无线通信网络，所述智能体单元和无线通信网络传输装置与互联网连接，所述互联网分别又与网关设备和第一通信网络基站连接，所述第一通信网络还与多通道交互系统连接，所述多通道交互系统与用户连接；所述网关设备还与数据服务器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多智能体系统结构，其特征在于：包括自组织无线通信网络，所述智能体单元和无线通信网络传输装置与互联网连接，所述互联网分别又与网关设备和第一通信网络基站连接，所述第一通信网络还与多通道交互系统连接，所述多通道交互系统与用户连接；所述网关设备还与数据服务器连接。


2.根据权利要求1所述的一种多智能体系统结构，其特征在于：所述智能体单元包括主控模块和与之连接的多个外设模块，所述主控模块通过接口与外设模块连接；
所述各个模块之间通过接口连接进行信号和能量传递；
所述主控模块包括微控制器，微控制器上的常用引脚与主控接口连接，主控接口的输出线与环状主控端子连接，微控制器还连接有电源，主控模块上分布多个相同的主控接口和主控端子。


3.根据权利要求2所述的一种多智能体系统结构，其特征在于：所述外设模块包括感知模块、通信模块、定位模块和执行模块；
所述感知模块通过图像、语音、动作、生命信号进行感知；
所述通信模块通过5G、4G、GPRS、CDMA、卫星通信、水声通信、Zig-Bee、蓝牙、Wi-Fi方式进行通信；
所述定位模块通过GPS、Wi-Fi、蓝牙、超声波的定位方式进行定位。


4.根据权利要求2所述的一种多智能体系统结构，其特征在于：所述主控接口上设有交流振荡电路、第一数字开关和第二数字开关，
所述交流振荡电路用于生成特定频率与电压的交流电信号Si，交流振荡电路的输出线与S线连接；所述主控接口通过N1线与第一数字开关连接，所述主控接口通过N1线与第二数字开关。


5.根据权利要求2所述的一种多智能体系统结构，其特征在于：主控模块通过环状主控端子与外设模块以任意角度相连，且主控模块的某个主控端子可同时并行连接多个外设模块；外设模块上分布多个外设端子，外设端子与外设接口连接，外设接口输出线连接外设执行器。


6.根据权利要求2所述的一种多智能体系统结构，其特征在于：所述外设接口内包括调压电路、带通滤波器、整流器、锁存器；
所述调压电路的输出端与外设执行器的电源线连接，外设接口在外设端子和外设执行器的N1和N2线之间设有第三数字开关；
交流信号线S输入的交流电信号Si经过带通滤波器向整流器传递正弦信号，正弦信号经过整流器后被转为直流信号控制与其相连的锁存器的输出状态，锁存器的输出端通过非门电路与第三数字开关连接，控制第三数字开关的断开或闭合；
整流器的输出端与N1线之间通过第四数字开关连接，锁存器的输出端控制第四数字开关的断开或闭合。


7.根据权利要求1所述的一种多智能体系统结构，其特征在于：所述自组织无线通信网络分为水下自组织无线通信网络、空中自组织无线通信网络和陆地自组织无线通信网络；对应的，智能体单元也分为水下无人航行器、无人机和无人车。


8.根据权利要求3所述的一种多智能体系统结构，其特征在于：所述水下自组织无线通信网络由水下无人航行器、水上中转站、通信卫星和卫星地面接收站构成，所述水上中转站与若干个水下无人航行器连接，所述水下无人航行器通过通信卫星与卫星地面接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭胜，苏世杰，王月阳，王为民，唐文献，
申请(专利权)人：镇江宇诚智能装备科技有限责任公司，江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32