东北大学;上海交通大学刘腾飞获国家专利权
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龙图腾网获悉东北大学;上海交通大学申请的专利一种应用于多智能体系统的分布式协同安全控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120044868B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510536783.3,技术领域涉及:G05B19/042;该发明授权一种应用于多智能体系统的分布式协同安全控制方法是由刘腾飞;潘禹扬;生远修;吴思;丁进良;谢威;张卫东设计研发完成,并于2025-04-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种应用于多智能体系统的分布式协同安全控制方法在说明书摘要公布了:本发明属于智能体安全控制技术领域,涉及一种应用于多智能体系统的分布式协同安全控制方法,该方法包括:S1,建立全向移动智能体的运动学模型,并根据预设轨迹生成标称速度指令;S2,确定每个智能体位置信息并向其他智能体广播;S3,确定候选过零障碍函数;S4,使用候选过零障碍函数生成安全约束;S5,基于标称速度确定损失函数,并求解在满足安全约束的前提下,使损失函数最小的控制量作为安全控制指令;S6,根据安全控制指令控制智能体运动。其有益效果是,实现了在大规模智能体集群中,即使在缺乏全局信息和中心节点,也能有效地避免智能体间的碰撞,同时避免陷入局部最优解,确保智能体安全导航至指定目标点。
本发明授权一种应用于多智能体系统的分布式协同安全控制方法在权利要求书中公布了:1.一种应用于多智能体系统的分布式协同安全控制方法,其特征在于,包括: S1,建立全向移动智能体的运动学模型,并根据预设轨迹生成标称速度指令; S2,确定每个智能体位置信息,并向每个智能体预设范围内的其他智能体广播; S3,确定候选过零障碍函数; S4,基于运动学模型和每个智能体与其预设范围内的所有相邻智能体的相对位置,使用候选过零障碍函数生成安全约束; S5,基于标称速度确定损失函数,并在每个智能体上分布式迭代求解在满足安全约束的前提下,使损失函数最小的控制量,作为安全控制指令; 每个智能体在本地根据自身和相邻智能体的位置信息、自身标称速度构建局部安全问题,并在本地使用拉格朗日松弛法迭代求解;第次迭代,智能体使用次迭代结果以及相邻智能体的迭代结果计算当前迭代轮次的拉格朗日乘子,并使用更新第轮迭代结果,随后将通过广播告知相邻智能体; S6,根据安全控制指令控制智能体运动; S7,更新智能体位置,确定所有智能体是否到达终点,若否,执行S2;若是,则结束; 所述运动学模型为: ; 其中,是智能体的位置,在二维世界坐标系中用二维列向量表示第i个智能体的位置,是第个智能体的位置的一阶导数;是智能体的线速度也是系统的控制输入,二维坐标系中,用二维列向量表示第个智能体的速度; 所述过零障碍函数为: ; 其中常数,是预期两个智能体之间的安全距离,是为保证鲁棒性附加的一个安全裕度,,是集群中智能体的总数,符号表示向量的二范数,表示第j个智能体的位置; 基于候选过零障碍函数生成安全约束,包括: 基于过零障碍函数对时间t求导得到安全约束g如下: ; 其中,是障碍函数的衰减率,是大于0的常数;为采样时刻,为控制输入,; 智能体在本地更新控制输入以及与自身相关的约束变量,具体方法如下: 初始化约束变量初值,求解内层控制输入; ; 其中,是标称控制量,为第i个智能体提供一个速度的参考值; 使用梯度上升法更新外层约束变量; ; 其中取决于时刻,智能体和各自邻域内其他智能体的数量和,定义如下: ; 令,其中是受限于网络通信延迟的最大迭代次数。
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