[发明专利]一种基于事件触发机制的多无人驾驶智能体包含控制方法

说明书

本发明公开了一种基于事件触发机制的多无人驾驶智能体包含控制方法，针对当前多无人驾驶智能体的系统拓扑关系，计算出跟随者智能体最终要收敛的位置；设计了一种分段函数，根据当前多无人驾驶智能体系统的通信资源和运算时间，确定有限收敛时间；设计了一种事件触发机制，当满足该机制的条件时跟随者智能体发送当前位置信息，使得事件触发频率和系统性能达到平衡；基于分段函数和事件触发机制设计了一种分布式基于事件触发的有限时间包含控制函数，跟随者智能体根据计算出的当前时刻函数值，进而生成当前的控制信号数据，控制跟随者智能体进行下一时刻的动作。

技术领域

本发明属于无人驾驶控制技术领域，具体而言，提出了一种基于事件触发机制的多无人驾驶智能体包含控制方法。

背景技术

无人驾驶多智能体系统的一致性协调问题一直被认为是人工智能领域的一个重要问题之一。在多智能体系统的众多实际应用中，由于任务的复杂性，往往需要多个领导者完成系统的协调控制，如无人机群的探索，多机器人避障等问题。多智能体的包含控制是指当一个多智能体系统有多个领导者时，跟随者最终通过分布式控制律收敛到领导者形成的凸包中。如今，包含控制已经受到了众多学者的关注，并已取得了很多非常有价值的研究成果，包含控制问题作为多智能体协同控制中重要分支在实际应用中有十分重要的作用。

在过去十几年中，包含控制作为多智能体协同网络研究的关键问题已经吸引了众多来自国内外各个领域中学者的广泛研究，如无人机群表演结束后需要快速集合并降落，此时便需要一种算法让各个无人机快速集合到达指定位置再平稳降落，同样在军事演习中，当无人机群完成侦察或者其他任务的时候返航也需要跟随算法，同时由于并不是一个无人机作为领导者，此时便需要一种分布式包含控制算法让其他一些无人机跟随几个无人机去完成飞行任务等。通过实际应用我们可以看出实现无人驾驶智能体算法的一个重要目标就是无人驾驶智能体能够在通信拓扑中快速及时地完成包含控制。此外，在无人驾驶智能体之间进行数据传输时，当通信频率较大时，数据交换量也会较大，通过计算得到的控制率输入给执行器的次数也会变多，此时会产生许多不必要的数据还会导致资源的浪费，因此在无人驾驶智能体有限时间包含控制的研究中引入数据传输判断机制也是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于事件触发机制的多无人驾驶智能体包含控制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于事件触发机制的多无人驾驶智能体包含控制方法，包括以下步骤：

步骤1，针对当前多无人驾驶智能体的系统拓扑关系，计算出跟随者智能体最终要收敛的位置；

步骤2，设计一种分段函数，根据当前多无人驾驶智能体系统的通信资源和运算时间，初始化分段函数中参数h和T确定有限收敛时间；

所述分段函数表示如下：

h和T是正标量，并且T≥T_s＞0，T_s是在包括计算机数据传输和处理在内的物理范围内可实现的最小时间；将上述函数对时间t进行求导可以得到：

是T时刻右边的导数；

步骤3，设计一种事件触发机制，当满足该机制的条件时跟随者智能体发送当前位置信息，不满足不发送信息；为系统中的每一个跟随者智能体设置合适的事件触发机制的静态阈值，使得事件触发频率和系统性能达到平衡；

步骤4，基于步骤2的分段函数和步骤3的事件触发机制设计一种分布式基于事件触发的有限时间包含控制函数，该函数表达式如下：