一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法及相关装置，涉及无人艇编队协同控制技术领域，方法包括以下步骤：获取无人艇编队中各无人艇的状态信息；基于各无人艇的状态信息，确定集群代价最小时各无人艇的期望参考指令，也即期望集群构型；基于期望集群构型，确定无人艇集群的分布式协同参考指令；以强化学习评价网络的回报函数最小为目标，根据分布式协同参考指令，确定无人艇集群的分布式协同避障指令；在强化学习评价网络的回报函数最小时，各无人艇在保持聚集行为的同时保持避障行为；基于分布式协同避障指令，控制各无人艇的动作。本发明专利技术通过分层设计理念，解决无人艇集群无法同时获取优化与避障行为的困境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人艇编队协同控制，特别是涉及一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法及相关装置。

技术介绍

1、当前无人艇集群避碰和避障的设计存在一些问题，如在考虑无人艇集群的避障避碰与集群协同控制时，需要设计功能相反的势函数，使得无人艇之间以及无人艇与障碍物不能靠得太近(发生碰撞)，同时又要保持无人艇集群之间的距离不能太远，受限于通讯距离，因而，一正一反两个势函数之间的区间地带对势函数的设计参数十分敏感，同时，也易于陷入局部极小值，导致无人集群的聚拢行为与避碰、避障行为出现交叉现象，极大依赖人为的经验设计，难以应对多变的复杂海域风浪环境。

2、另外，无人艇集群的初始位置要位于算法依赖的barrier-lyapunov函数限定的范围之内，当超出所设定的范围后，所设计的barrier-lyapunov函数无法正常工作，对集群行为的协同性也会造成破坏，降低了系统的控制性能；同时，基于barrier-lyapunov函数的多智能体避障避碰势函数与多无人艇跟踪误差分布式协同优化控制之间存在不匹配的情况，因而造成无法在设计避障避碰的时候，设计有稳定性理论本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于，根据下式确定无人艇的期望参考指令：

3.根据权利要求2所述的一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于，根据下式确定无人艇集群的分布式协同参考指令：

4.根据权利要求3所述的一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于，根据下式确定无人艇集群的分布式协同避障指令：

5.根据权利要求4所述的一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于，无人艇的强化学习评价网络的回报函数可通过...

【技术特征摘要】

1.一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于，根据下式确定无人艇的期望参考指令：

3.根据权利要求2所述的一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于，根据下式确定无人艇集群的分布式协同参考指令：

4.根据权利要求3所述的一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于，根据下式确定无人艇集群的分布式协同避障指令：

5.根据权利要求4所述的一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于，无人艇的强化学习评价网络的回报函数可通过下式表示：

6.根据权利要求5所述的一种无人艇集群分布式协同最优避障控制方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿栋，柳春，徐梁，钟雨轩，任肖强，王强，肖睿，谢少荣，汪小帆，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：