[发明专利]一种多智能体分布式海洋油污清扫方法

权利要求书

1.一种多智能体分布式海洋油污清扫方法，其特征在于，包括以下步骤：

在油污区域内放置设定个数的清扫智能体，并确定清扫智能体的初始位置；

根据各个清扫智能体的位置，确定相邻清扫智能体负责子清扫区域的交界线；

根据相邻清扫智能体负责子清扫区域的交界线和油污边界，确定各个子清扫区域的范围；

每个清扫智能体在各自的子清扫区域内构建虚拟温度场，包括：根据子清扫区域的油污分布信息以及边界，建立虚拟热传导方程；所述虚拟热传导方程为：

其中，α为热传导系数，Δ为拉普拉斯算子，i表示第i个子清扫区域，T_i为虚拟温度场，αΔT_i表示虚拟温度场中的热流，h_i(x,t)为剩余油污率函数，c_i(x,t)为已清扫油污厚度函数，m_i(x)为初始油污厚度函数，t为当前时刻，x为二维平面坐标，表示油污清扫率，βT_i表征整个区域的降温；所述的已清扫油污厚度函数，根据清扫智能体的清扫能力确定，所述的已清扫油污厚度函数为/其中，/为清扫智能体的清扫能力，P_i为最大清扫能力，λ_i衰减系数，d(x,l_i)表示平面一点到第i和清扫智能体的欧式距离，r为清扫智能体的最大清扫范围，l_i＝(x_i,y_i)为第i和清扫智能体的二维平面坐标；

求解虚拟热传导方程，得到虚拟温度场；

清扫智能体根据虚拟温度场的虚拟温度梯度在子清扫区域中移动，同时对路径上的工作点进行清扫，直至完成各个子清扫区域的清扫。

2.如权利要求1所述的多智能体分布式海洋油污清扫方法，其特征在于，在油污区域内放置设定个数的清扫智能体时，将所有的清扫智能体均匀地放置在油污区域内，且任两个清扫智能体之间的间距大于第一设定距离，油污区域边缘距离最近清扫智能体的间距小于第二设定距离，任两个清扫智能体之间能够直接建立通讯或者通过其余的一个或者多个清扫智能体中继建立通讯。

3.如权利要求1所述的多智能体分布式海洋油污清扫方法，其特征在于，所述的根据各个清扫智能体的位置，确定相邻清扫智能体负责子清扫区域的交界线，包括：

分别以各个清扫智能体为其对应负责子清扫区域的子区域责任智能体，作子区域责任智能体与其余清扫智能体连线的垂直平分线；

以距离子区域责任智能体最近的垂直平分线作为与相邻清扫智能体负责子清扫区域的交界线。

4.如权利要求1所述的多智能体分布式海洋油污清扫方法，其特征在于，所述的根据相邻清扫智能体负责子清扫区域的交界线和油污边界，确定各个子清扫区域的范围，包括：

清扫智能体沿相邻子清扫区域的交界线移动，并开启油污检测装置检测油污边界；

清扫智能体环绕相邻子清扫区域的交界线和油污边界后，得到子清扫区域的范围。

5.如权利要求4所述的多智能体分布式海洋油污清扫方法，其特征在于，所述的每个清扫智能体在各自的子清扫区域内构建虚拟温度场，包括：

清扫智能体在环绕相邻子清扫区域的交界线和油污边界时，记录油污检测装置检测范围内的油污厚度以及与油污所在位置的对应关系；

清扫智能体按照子清扫区域的边界形状逐渐向内移动直至回到初始位置，得到子清扫区域的油污分布信息；

根据子清扫区域的油污分布信息以及边界，得出在子清扫区域上的虚拟温度场。

6.如权利要求1所述的多智能体分布式海洋油污清扫方法，其特征在于，所述的清扫智能体根据虚拟温度场的虚拟温度梯度在子清扫区域中移动，同时对路径上的工作点进行清扫，直至完成各个子清扫区域的清扫，包括：

清扫智能体根据虚拟温度场的温度梯度，保持速率大小不变，确定清扫智能体移动的方向；

清扫智能体在子清扫区域中移动的同时对路径上的工作点进行清扫，并更新油污厚度和虚拟温度场，直至完成各个子清扫区域的清扫。

7.如权利要求6所述的多智能体分布式海洋油污清扫方法，其特征在于，根据确定清扫智能体移动的速率和方向，其中，/为梯度算子，V_i为清扫智能体的移动速率，T_i为虚拟温度场，T_i(l_i(t),t)为当前t时刻清扫智能体的位置和虚拟温度，l_i(t)表示当前t时刻清扫智能体的位置。/