[发明专利]一种基于基因调控网络的智能体集群区域覆盖方法及系统

权利要求书

1.一种基于基因调控网络的智能体集群区域覆盖方法，其特征在于，所述基因调控网络包括上层网络和下层网络，所述方法包括：

针对智能体集群中的每个智能体，实时获取所述智能体的位置信息以及与其邻近的所有障碍物的位置信息；

在所述上层网络中，根据所述智能体的位置信息和所述所有障碍物的位置信息，生成由所述智能体和所述所有障碍物形成的三维浓度地图，再将所述三维浓度地图映射到二维平面以获取所述智能体所处的影响区域；

在所述下层网络中，根据所述影响区域的形态特征确定所述智能体在下一时刻的运动速度；

控制所述智能体按照所述运动速度运行，以进行区域覆盖；

其中，所述根据所述影响区域的形态特征确定所述智能体在下一时刻的运动速度包括：

当识别所述影响区域为非圆形区域时，按照既定采样步长从所述影响区域的外边界线上获取若干个采样点；

获取所述智能体与每个采样点之间的距离，再结合所述智能体的当前运动速度和给定的智能体最小避碰距离，确定所述智能体在下一时刻的运动速度；

其中，所述智能体在下一时刻的运动速度的计算公式为：

式中，为所述智能体在下一时刻的运动速度，为所述若干个采样点的数量，指代S型函数，为所述智能体最小避碰距离，为所述智能体与第j个采样点之间的距离，为给定调控参数，为所述智能体的当前运动速度；

其中，所述根据所述智能体的位置信息和所述所有障碍物的位置信息，生成由所述智能体和所述所有障碍物形成的三维浓度地图包括：

根据所述智能体的位置信息，确定所述智能体产生的个体浓度场；

根据所述所有障碍物的位置信息，确定所述所有障碍物产生的综合浓度场；

将所述个体浓度场和所述综合浓度场进行融合，得到由所述智能体和所述所有障碍物形成的三维浓度地图；

其中，所述将所述个体浓度场和所述综合浓度场进行融合，相应的公式为：

式中，为所述基因调控网络中的一种基因以生成所述综合浓度场对应的综合浓度地图，为时间，为S型函数，和为给定调节参数，为所述基因调控网络中的另一种基因以生成所述三维浓度地图，为所述个体浓度场。

2.根据权利要求1所述的基于基因调控网络的智能体集群区域覆盖方法，其特征在于，所述所有障碍物为所述智能体集群中除所述智能体之外与所述智能体之间的距离落在给定探测范围内的所有智能体。

3.根据权利要求1所述的基于基因调控网络的智能体集群区域覆盖方法，其特征在于，所述根据所述影响区域的形态特征确定所述智能体在下一时刻的运动速度还包括：

当识别所述影响区域为圆形区域时，将所述智能体的当前运动速度作为所述智能体在下一时刻的运动速度。