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一种基于自组织映射网络的多机器人协同追捕猎物方法 

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摘要:本发明公开一种基于自组织映射网络的多机器人协同追捕猎物方法,具体步骤如下:1)选择四个靠近点,并执行SOM网络,选择四个获胜神经元;2)各获胜机器人以自己为中心设定特定范围,选择所有范围内机器人为协同机器人,且分配不同的可移动距离。3)获胜机器人行进可移动距离后,基站重新迭代执行SOM网络,分配移动距离,直到有四个机器人到达四个靠近点。4)选择四个捕获点,四个机器人以最大行进速度向四个捕获点移动;5)四个机器人到达捕获点,或移动过程中感知到猎物,则开始捕获猎物。相比较于常规的多机器人协同追捕的方法,本发明可通过减少机器人的行进路径而减少能耗,并通过机器人协同控制提高抓捕率。

主权项:1.一种基于自组织映射网络的多机器人协同追捕猎物方法,其特征在于,具体步骤如下:步骤1-1:当发现猎物之后,基站以猎物的位置为圆心,两倍的猎物感知距离为半径作圆,在其圆周上均匀选择四个靠近点,随后以四个靠近点的地理位置信息为输入神经元,围捕区域内所有机器人为输出神经元,通过执行SOM网络算法选择分别对应四个靠近点的四个获胜神经元,且四个获胜神经元分别对应四个机器人,即为获胜机器人;步骤1-2:四个获胜机器人均分别执行以下步骤:基站以获胜机器人的位置为圆心,以特定距离为半径作圆,将该范围内所有其他机器人选择为该获胜机器人的协同机器人,基站计算获胜机器人与各协同机器人的SOM网络邻域函数值,根据SOM网络邻域函数值结果,对获胜机器人及其协同机器人分配不同的可移动距离;步骤1-3:获胜机器人与其协同机器人一同向对应的靠近点行进,如果获胜机器人与其协同机器人的行进路线不经过猎物的感知范围,那么获胜机器人与其协同机器人直接朝着目标靠近点前进;如果获胜机器人与其协同机器人的行进路线经过猎物的感知范围时,那么获胜机器人与其协同机器人需绕开猎物的感知范围,即协同机器人和获胜机器人会以猎物位置和目标靠近点连线的平行方向为前进方向,协同机器人行进可移动距离后停止等待,获胜机器人行进可移动距离后,基站重新迭代执行SOM网络算法,即重新选择四个获胜机器人及其对应的协同机器人,分配可移动距离,直到四个获胜机器人到达四个靠近点;步骤1-4:当四个获胜机器人均到达其对应的靠近点后,以猎物的位置为圆心,获胜机器人的感知距离为半径作圆,在其圆周上选择四个捕获点,且四个捕获点的初始位置与各自对应的靠近点、猎物位置形成共线,四个机器人以最大行进速度向四个捕获点移动;步骤1-5:如果猎物是静止的,则四个获胜机器人同时移动到捕获点,开始围捕;如果猎物在移动,获胜机器人从靠近点移动到捕获点的过程中,猎物移动到任意获胜机器人的感知范围时,该获胜机器人开始进行捕获目标,并广播猎物的实时位置,其他三个获胜机器人根据猎物的实时位置,更新捕获点位置并向其移动,到达以后进行捕获;步骤1-6:在围捕阶段,当获胜机器人与猎物的直线和猎物的移动方向形成的角度为锐角时,通过三角函数计算该机器人适合的移动地点,缩短与猎物的距离;当获胜机器人与猎物的直线和猎物的移动方向形成的角度大于锐角时,获胜机器人沿着猎物的移动方向持续跟随,当一个获胜机器人碰触猎物,或四个获胜机器人均匀分布在猎物周围且距离都小于某一个阈值时,可成功捕获猎物。

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权利要求:

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