技术特征：
1.一种水下多智能体编队的协同控制方法，其特征在于，所述多智能体编队中包括领航智能体和多个跟随智能体，各个智能体保持相同速度运行在同一平面上，形成固定的等平面编队队形，所述协同控制方法包括以下步骤：所述领航智能体原地加速进行环绕以便在位置不在同一直线的三个时间点发送定位信号给所述多个跟随智能体；所述多个跟随智能体中的每一个跟随智能体根据接收到的三个定位信号获取自身定位信号，并进行广播，以便所述多智能体编队中的所有智能体根据接收到的广播信号进行位置补偿，以得到对应的估计拓扑图；所述领航智能体根据自身的估计拓扑图得到最优定位区域和对应的区域中心，通过调整所述领航智能体的运动状态，使所述领航智能体位于所述最优定位区域内，以便形成最优估计拓扑图；所述所有智能体中的每一个智能体根据所述最优估计拓扑图和自身前一次估计拓扑图进行动态调整，以便控制所述所有智能体保持最优编队队形。2.如权利要求1所述的水下多智能体编队的协同控制方法，其特征在于，所述领航智能体原地加速进行环绕以便在位置不在同一直线的三个时间点发送定位信号给所述多个跟随智能体，包括：所述领航智能体原地加速进行曲线环绕，并在曲线环绕的起始点、中点和末点通过水声通信装置广播三次带有自身位置和姿态参数的声脉冲信息给所述多个跟随智能体，其中姿态参数包括速度、偏航角和加速度。3.如权利要求2所述的水下多智能体编队的协同控制方法，其特征在于，所述多个跟随智能体中的每一个跟随智能体根据接收到的三个定位信号获取自身定位信号，并进行广播，以便所述多智能体编队中的所有智能体根据接收到的广播信号进行位置补偿，以得到对应的估计拓扑图，包括：所述多个跟随智能体中的每一个跟随智能体接收到三个声脉冲信息后，利用最小二乘算法估计自身的世界坐标，并自身的世界坐标和姿态参数进行广播，以便所述多智能体编队中的所有智能体在接收到广播信号后，根据接收时延与速度进行位置补偿，以得到对应的估计拓扑图。4.如权利要求3所述的水下多智能体编队的协同控制方法，其特征在于，所述领航智能体根据自身的估计拓扑图得到最优定位区域和对应的区域中心，包括：所述领航智能体将自身的估计拓扑图中每三个跟随智能体的坐标分为一组，并计算其公共圆与对应的圆心；判断圆心集围成的区域体积是否收敛；如果是，则不断进行迭代计算，直至区域体积收敛至预设阈值；如果否，则对所述圆心集进行放缩操作，并对放缩后的坐标集重新求圆心集并判断是否收敛，以此类推，直至区域体积收敛至预设阈值，以便得到最优定位区域和对应的区域中心。5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有水下多智能体编队的协同控制程序，该水下多智能体编队的协同控制程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的水下多智能体编队的协同控制方法。6.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计
算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的水下多智能体编队的协同控制方法。7.一种水下多智能体编队的协同控制装置，其特征在于，所述多智能体编队中包括领航智能体和多个跟随智能体，各个智能体保持相同速度运行在同一平面上，形成固定的等平面编队队形，所述协同控制装置包括：第一发送模块，用于在所述领航智能体原地加速进行环绕时，在位置不在同一直线的三个时间点发送定位信号给所述多个跟随智能体；第二发送模块，用于在所述多个跟随智能体中的每一个跟随智能体根据接收到的三个定位信号获取自身定位信号后进行广播，以便所述多智能体编队中的所有智能体根据接收到的广播信号进行位置补偿，以得到对应的估计拓扑图；计算定位模块，用于所述领航智能体根据自身的估计拓扑图得到最优定位区域和对应的区域中心，通过调整所述领航智能体的运动状态，使所述领航智能体位于所述最优定位区域内，以便形成最优估计拓扑图；调整控制模块，用于所述所有智能体中的每一个智能体根据所述最优估计拓扑图和自身前一次估计拓扑图进行动态调整，以便控制所述所有智能体保持最优编队队形。8.如权利要求7所述的水下多智能体编队的协同控制装置，其特征在于，所述领航智能体原地加速进行环绕以便在位置不在同一直线的三个时间点发送定位信号给所述多个跟随智能体，包括：所述领航智能体原地加速进行曲线环绕，并在曲线环绕的起始点、中点和末点通过水声通信装置广播三次带有自身位置和姿态参数的声脉冲信息给所述多个跟随智能体，其中姿态参数包括速度、偏航角和加速度。9.如权利要求8所述的水下多智能体编队的协同控制装置，其特征在于，所述多个跟随智能体中的每一个跟随智能体根据接收到的三个定位信号获取自身定位信号，并进行广播，以便所述多智能体编队中的所有智能体根据接收到的广播信号进行位置补偿，以得到对应的估计拓扑图，包括：所述多个跟随智能体中的每一个跟随智能体接收到三个声脉冲信息后，利用最小二乘算法估计自身的世界坐标，并自身的世界坐标和姿态参数进行广播，以便所述多智能体编队中的所有智能体在接收到广播信号后，根据接收时延与速度进行位置补偿，以得到对应的估计拓扑图。10.如权利要求9所述的水下多智能体编队的协同控制装置，其特征在于，所述领航智能体根据自身的估计拓扑图得到最优定位区域和对应的区域中心，包括：所述领航智能体将自身的估计拓扑图中每三个跟随智能体的坐标分为一组，并计算其公共圆与对应的圆心；判断圆心集围成的区域体积是否收敛；如果是，则不断进行迭代计算，直至区域体积收敛至预设阈值；如果否，则对所述圆心集进行放缩操作，并对放缩后的坐标集重新求圆心集并判断是否收敛，以此类推，直至区域体积收敛至预设阈值，以便得到最优定位区域和对应的区域中心。
技术总结
本发明公开了一种水下多智能体编队的协同控制方法及装置，其中，该方法包括：领航智能体原地加速进行环绕以便在位置不在同一直线的三个时间点发送定位信号给多个跟随智能体；多个跟随智能体根据接收到的信号获取自身定位信号进行广播，以便所有智能体根据接收到的广播信号进行位置补偿，以得到对应的估计拓扑图；领航智能体根据自身的估计拓扑图得到最优定位区域和对应的区域中心，通过调整领航智能体的运动状态，使其位于最优定位区域内，得到最优估计拓扑图；所有智能体中根据最优估计拓扑图和自身前一次估计拓扑图进行动态调整，以便控制所有智能体保持最优编队队形；由此，能够降低UUV之间的通信能耗，实现单领航UUV模式下的动态定位。下的动态定位。下的动态定位。
技术研发人员：苏为 岳宇宸 高达庆 吴修荣
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：2022.11.07
技术公布日：2023/3/21