基于智能算法的水下智能机器人巡航控制方法及系统与流程

本技术涉及人工智能，更具体地，涉及一种基于智能算法的水下智能机器人巡航控制方法及系统。

背景技术：

1、在传统的水下清淤作业中，由于水下环境（例如下水道）的复杂性和多变性，机器人往往难以实时准确地感知周围环境，导致清淤巡航路径的规划和更新成为一项极具挑战性的任务。现有的技术通常依赖于预设的路径或者简单的传感器反馈进行作业，缺乏对环境变化的动态适应能力，容易造成路径选择不当、作业效率低下甚至安全事故等问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种基于智能算法的水下智能机器人巡航控制方法及系统。

2、本技术实施例提供了一种基于智能算法的水下智能机器人巡航控制方法，所述方法应用于与水下清淤机器人通信连接的基于智能算法的水下智能机器人巡航控制系统，所述方法包括：

3、接收所述水下清淤机器人的目标多模态水下探测信息，所述目标多模态水下探测信息为包含水下清淤机器人的定位状态数据的多模态水下探测信息；

4、基于完成调试的巡航控制更新算法对所述目标多模态水下探测信息进行最少一次的清淤巡航路径更新，生成清淤巡航控制指令；

5、将所述清淤巡航控制指令下发给所述水下清淤机器人；

6、其中，每次清淤巡航路径更新实施以下步骤：

7、依据所述完成调试的巡航控制更新算法中的状态特征挖掘分支，挖掘当前目标多模态水下探测信息中每组水下探测数据的水下状态探测识别向量；所述水下状态探测识别向量包含水下探测数据之间的路径关联特征；

8、对于每组水下探测数据，将所述水下探测数据的水下状态探测识别向量分别传入所述完成调试的巡航控制更新算法中的路径解析分支和路径更新分支进行处理，输出所述水下探测数据对应的目标控制响应行为和所述目标控制响应行为对应的第一判别可能性，以及所述水下探测数据对应的目标路径偏移特征和所述目标路径偏移特征对应的第二判别可能性；

9、对于每组水下探测数据，如果对应的所述第一判别可能性和所述第二判别可能性符合设定的门限值，则依据所述目标控制响应行为和所述目标路径偏移特征中的至少一种，对当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据进行路径更新。

10、在一些技术方案中，所述对所述目标多模态水下探测信息进行最少一次的清淤巡航路径更新，生成清淤巡航控制指令，还包括：

11、如果符合以下最少一个更新暂停指标，则暂停对所述目标多模态水下探测信息的清淤巡航路径更新：

12、在每次清淤巡航路径更新时，如果本次输入的当前目标多模态水下探测信息与输出的清淤巡航控制指令匹配，则暂停对所述目标多模态水下探测信息的清淤巡航路径更新；

13、如果当前对所述目标多模态水下探测信息进行清淤巡航路径更新的次数达到设定阈值，则暂停对所述目标多模态水下探测信息的清淤巡航路径更新。

14、在一些技术方案中，通过以下步骤确定所述第一判别可能性和所述第二判别可能性符合设定的门限值：

15、如果所述第一判别可能性大于设定的响应可能性门限，且所述第二判别可能性大于设定的偏移可能性门限，则所述第一判别可能性和所述第二判别可能性符合设定的门限值。

16、在一些技术方案中，所述目标路径偏移特征包括目标水流扰动特征；所述依据所述目标控制响应行为和所述目标路径偏移特征中的至少一种，对当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据进行路径更新，包括：

17、依据所述目标路径偏移特征，对当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据进行路径更新；或者判断所述水下探测数据对应的目标水流扰动特征与所述目标控制响应行为是否匹配，根据判断结果对当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据进行路径更新。

18、在一些技术方案中，所述根据判断结果对当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据进行路径更新，包括：

19、如果所述水下探测数据对应的目标水流扰动特征与所述目标控制响应行为一致，或者所述第一判别可能性不大于所述第二判别可能性，则依据所述目标路径偏移特征，对当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据进行路径更新；

20、如果所述水下探测数据对应的目标水流扰动特征与所述目标控制响应行为不匹配，且所述第一判别可能性大于所述第二判别可能性，则依据所述目标控制响应行为，对当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据进行路径更新。

21、在一些技术方案中，所述依据所述目标路径偏移特征，对当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据进行路径更新，包括：

22、如果所述目标水流扰动特征为第一扰动标签，则对所述当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据的路径进行维持；

23、如果所述目标水流扰动特征为第二扰动标签，则在所述当前目标多模态水下探测信息中规避相应水下探测数据对应的路径；

24、如果所述目标水流扰动特征为第三扰动标签，且所述目标路径偏移特征还包括路径变更特征，则在所述当前目标多模态水下探测信息中相应水下探测数据之后基于所述路径变更特征进行路径修正；

25、如果所述目标水流扰动特征为第四扰动标签，且所述目标路径偏移特征还包括时序更新特征，则将所述当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据的时序更新特征进行调整。

26、在一些技术方案中，所述依据所述目标控制响应行为，对当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据进行路径更新，包括：

27、如果所述目标控制响应行为为第一扰动标签，则对所述当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据的路径进行维持；

28、如果所述目标控制响应行为为第二扰动标签，则在所述当前目标多模态水下探测信息中规避相应水下探测数据对应的路径；

29、如果所述目标控制响应行为为第三扰动标签，则在所述当前目标多模态水下探测信息中相应水下探测数据之后进行实时路径修正，或者对所述当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据的路径进行维持；

30、如果所述目标控制响应行为为第四扰动标签，则将所述当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据的时序更新特征进行动态调整，或者对所述当前目标多模态水下探测信息中的相应水下探测数据的路径进行维持。

31、在一些技术方案中，第一次清淤巡航路径更新时的当前目标多模态水下探测信息为初始获得的所述水下清淤机器人的目标多模态水下探测信息；之后每次清淤巡航路径更新时的当前目标多模态水下探测信息为通过前一次清淤巡航路径更新获得的清淤巡航控制指令。

32、在一些技术方案中，所述路径解析分支为包含两个深度残差模块的决策分析模块；将所述水下探测数据的水下状态探测识别向量输入所述完成调试的巡航控制更新算法中的路径解析分支进行处理，输出所述水下探测数据对应的目标控制响应行为和所述目标控制响应行为对应的第一判别可能性：

33、依据所述路径解析分支中的两个深度残差模块，依次对所述水下探测数据的水下状态探测识别向量进行特征映射操作，获得对所述水下探测数据执行各个控制响应设定行为的第一原始可能性；

34、对获得的各个第一原始可能性进行区间数值映射，获得相应的可能性权重；

35、将所述各个控制响应设定行为中，可能性权重最大的控制响应设定行为和对应的可能性权重，作为所述水下探测数据对应的目标控制响应行为和第一判别可能性。

36、在一些技术方案中，所述路径更新分支为包含两个深度残差模块的决策分析模块；将所述水下探测数据的水下状态探测识别向量输入所述完成调试的巡航控制更新算法中的路径更新分支进行处理，输出所述水下探测数据对应的目标路径偏移特征和所述目标路径偏移特征对应的第二判别可能性，包括：

37、依据所述路径更新分支中的两个深度残差模块，依次对所述水下探测数据的水下状态探测识别向量进行特征映射操作，获得所述水下探测数据对应各个路径偏移特征的第二原始可能性；所述各个路径偏移特征是由多个控制响应设定行为与多个预设水下探测数据集成所得的；其中，控制响应设定行为为第一扰动标签或第二扰动标签时，所述路径偏移特征对应的预设水下探测数据为空；

38、对获得的各个第二原始可能性进行区间数值映射，获得相应的可能性权重；

39、将所述各个路径偏移特征中可能性权重最大的路径偏移特征和对应的可能性权重，作为所述水下探测数据对应的目标路径偏移特征和第二判别可能性。

40、本技术还提供了一种基于智能算法的水下智能机器人巡航控制系统，包括：存储器，用于存储程序指令和数据；处理器，用于与存储器耦合，执行所述存储器中的指令，以实现如上述的方法。

41、本技术还提供了一种计算机存储介质，包含指令，当所述指令在处理器上执行时，实现上述的方法。

42、本技术实施例提出了一种基于多模态水下探测信息的清淤巡航路径更新方法。通过接收包含水下清淤机器人定位状态数据的多模态水下探测信息，本技术实施例能够更全面地了解机器人当前的环境状态，进而利用经过调试的巡航控制更新算法进行灵活的路径规划和更新。这种方法不仅提高了机器人对环境的感知能力，还能根据实际情况动态调整巡航路径，有效解决了传统方法在面对复杂水下环境时的局限性。因此，本技术实施例的提出在提升水下清淤作业效率和安全性方面具有显著的实际意义和应用价值。