[发明专利]基于视场感知的群体避障与一致性行进方法和装置

权利要求书

1.一种基于视场感知的群体避障与一致性行进方法，所述方法包括：

获取种群中当前个体的环境图像信息；所述环境图像信息中包含种群中其他个体与障碍物相对当前个体的位置信息；

以当前个体为中心，设置排斥区域；所述排斥区域定义为在所述排斥区域内的其他个体以及障碍物与当前个体产生排斥力，所述排斥区域外的其他个体与当前个体产生吸引力；

根据所述环境图像信息，确定当前个体的视野遮挡信息，根据所述排斥区域和所述视野遮挡信息，设置当前个体的排斥感知函数和吸引感知函数；所述排斥感知函数和所述吸引感知函数均是一维二值函数；

根据所述排斥感知函数确定排斥项，根据所述吸引感知函数确定吸引项，根据所述排斥项、所述吸引项以及预先获取的自驱项，确定当前时刻当前个体的速度变化项；

根据所述速度变化项在行进方向和垂直行进方向上的分量，输出当前个体的速度变化量和角度变化量，根据所述速度变化量和角度变化量确定当前个体下一时刻的位置和速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据当前个体的正视方向构建参考坐标系；

在参考坐标系中确定当前个体的速度信息为：

其中，表示平行v_i的单位向量，表示垂直于v_i的单位向量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述环境信息图像，确定当前个体的视野遮挡信息，根据所述排斥区域和所述视野遮挡信息，设置当前个体的排斥感知函数和吸引感知函数，包括：

根据所述环境信息图像，确定当前个体的视野被遮挡的角度区间；

将所述角度区间对应的值设置为1，将其他区间的值设置为0；

根据角度区间和其他区间对应的值，得到当前个体的排斥感知函数和吸引感知函数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述排斥感知函数确定排斥项，根据所述吸引感知函数确定吸引项，根据所述排斥项、所述吸引项以及预先获取的自驱项，确定当前时刻当前个体的速度变化项，包括：

根据所述排斥感知函数确定排斥项，根据所述吸引感知函数确定吸引项，根据所述排斥项、所述吸引项以及预先获取的自驱项，确定当前时刻当前个体的速度变化项为：

其中，F_ind(v_i)表示自驱项，表示排斥项，表示吸引项，表示排斥感知函数，表示吸引感知函数，表示速度变化项；

其中，

γ表示速度松弛率，v_o表示预设的速度阈值，λ表示与的相对比值，M_i表示所述角度区间的个数，α表示速度控制率，β表示角度控制率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述速度变化项在行进方向和垂直行进方向上的分量，输出当前个体的速度变化量和角度变化量，包括：

根据所述速度变化项在行进方向和垂直行进方向上的分量，输出当前个体的速度变化量和角度变化量分别为：

其中，表示速度变化量；

其中，表示角度变化量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述速度变化量和角度变化量确定当前个体下一时刻的位置和速度，包括：

构建当前个体的运动方程为：

其中，r_i表示当前个体的位置信息；

对所述运动方程离散化，得到当前个体下一时刻的位置和速度。