基于改进人工势场的多水下机器人协作方法技术

本发明专利技术属于水下机器人路径规划领域，具体说是一种基于改进人工势场的多水下机器人协作方法

【技术实现步骤摘要】
基于改进人工势场的多水下机器人协作方法


[0001]本专利技术属于水下机器人路径规划领域，具体说是一种基于改进人工势场的多水下机器人协作方法
。

技术介绍

[0002]随着人工智能理论的不断发展，机器人控制技术日益成熟，并且在不同领域得到广泛应用
。
机器人所面临的任务也愈加复杂，所处环境从单个机器人转变为多机器人
、
动态环境
。
因此，近年来对复杂系统中多机器人协作控制技术的研究得到了学术界和工业界的广泛关注
。
[0003]在多机器人系统中，需要使用路径规划方法帮助机器人避开工作区之间的障碍物，移动机器人在移动到相应目标时必须调整自己的运动方向，避免机器人碰撞
。
[0004]路径规划分为基于局部区域信息的局部路径规划和基于完整区域信息的全局路径规划
。
由于多机器人环境对灵活性和实时性的要求，局部路径规划更具实用性
。
人工势场法是一种著名的局部路径规划方法，已被证明在单机器人任务中是有效的
>。
然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于改进人工势场的多水下机器人协作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)
根据水下机器人的位置构建改进人工势场；
2)
基于注意力机制的强化学习在改进人工势场环境中对水下机器人的运动策略进行训练；
3)
多个水下机器人基于训练好的运动策略进行协作运动，并判断是否到达目标位置，如果到达，则结束运动；否则，更新人工势场，返回步骤
1)。2.
根据权利要求1所述的基于改进人工势场的多水下机器人协作方法，其特征在于，所述改进人工势场为障碍物和目标点对水下机器人的引力场
、
障碍物对水下机器人的斥力场以及水下机器人的域场三场叠加
。3.
根据权利要求2所述的基于改进人工势场的多水下机器人协作方法，其特征在于，所述障碍物和目标点对水下机器人的引力场
U
att
(q)
为：其中，
k
att
为障碍物或目标点的引力系数，
q
为水下机器人位置坐标，
q
g
为障碍物或目标点所在坐标
。4.
根据权利要求2所述的基于改进人工势场的多水下机器人协作方法，其特征在于，所述障碍物对水下机器人的斥力场
U
rep
(q)
为：其中，
k
rep
为障碍物的排斥力系数，
q
‑
q0为水下机器人当前位置坐标与障碍物距离
,p0为障碍物的作用范围
。5.
根据权利要求2所述的基于改进人工势场的多水下机器人协作方法，其特征在于，所述水下机器人的域场
U
str
(q)
为：其中，
k
str
为域场系数，
q
‑
q
g
为当前水下机器人坐标与目标点距离，
p
s
为范围场的作用范围
。6.
根据权利要求1所述的基于改进人工势场的多水下机器人协作方法，其特征在于，所述步骤
2)
，包括以下步骤：
2.1)
构建运动策略的奖励值；
2.2)
使用注意力机制的强化学习得到水下机器人在改进人工势场中的实时行为和状态；
2.3)
利用水下机器人的实时行为和状态更新奖励值；
2.4)
循环步骤
2.2)
～步骤
2.3)
，使用策略梯度下降方法使每次更新的奖...

【专利技术属性】
技术研发人员：张奇峰，么庆丰，王聪，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：