[发明专利]一种多无人艇围捕方法

说明书

本发明公开了一种多无人艇围捕方法，包括：获取主无人艇的主艇位置p_i、主艇航向和主艇速度v_i，获取邻居无人艇的邻居位置p_j和被围捕物的目标物位置p₀；根据主艇位置p_i与目标物位置p₀利用追击控制器得到追击量F_n，根据主艇位置p_i和邻居位置p_j利用排斥控制器得到无人艇之间的排斥量F_f，根据主艇位置p_i和目标物位置p₀利用围捕控制器获得围捕量F_c；根据主艇航向主艇速度v_i、追击量F_n、排斥量F_f、围捕量F_c，利用航向航速控制器得到主无人艇的控制量，控制量包括主无人艇的电机转速τ_u和主无人艇的舵机角度τ_r；利用控制量控制主无人艇，对被围捕物进行围捕。本发明提高了无人艇完成任务的效率和稳定性，完成任务具有多样性。

技术领域

本发明属于无人艇控制领域，更具体地，涉及一种多无人艇围捕方法。

背景技术

随着机器人研究的普及，无人船的研究也是百花齐放。但目前无人艇的研究大部分都局限在单艇的研究上，单艇的工作效率和任务的多样性往往有限，通过多个无人艇的合作可以极大地提高工作效率，且可以完成单艇难以实现的任务。现有的多智能体技术中主要对象为陆面上的机器人，而无人艇的各方面特性与陆面上的机器人相差甚远，已有技术难以直接应用在多无人艇上。

由此可见，现有技术存在工作效率低、完成任务单一的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多无人艇围捕方法，由此解决现有技术存在工作效率低、完成任务单一的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种多无人艇围捕方法，包括：

(1)获取主无人艇的主艇位置p_i、主艇航向和主艇速度v_i，获取邻居无人艇的邻居位置p_j和被围捕物的目标物位置p₀；

(2)根据主艇位置p_i与目标物位置p₀利用追击控制器得到追击量F_n，根据主艇位置p_i和邻居位置p_j利用排斥控制器得到无人艇之间的排斥量F_f，根据主艇位置p_i和目标物位置p₀利用围捕控制器获得围捕量F_c；

(3)根据主艇航向主艇速度v_i、追击量F_n、排斥量F_f、围捕量F_c，利用航向航速控制器得到主无人艇的控制量，控制量包括主无人艇的电机转速τ_u和主无人艇的舵机角度τ_r；利用控制量控制主无人艇，对被围捕物进行围捕。

进一步的，追击控制器为：

其中，k_n为追击调整参数，k_n的范围为50～110，L为围捕半径，L的范围为5m～15m。

进一步的，排斥控制器为：

其中，k_f为排斥调整参数，k_f范围为90～200，d_l为排斥距离，d_l的范围为3m～6m，sign(.)为符号函数，j表示多无人艇中邻居无人艇的个数，j的范围为1～N。