[發明專利]慣性傳感器信號重構方法

在審

• 申請號: 201611007932.4
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106595661A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 蔣行國;羅珍珍;李海鷗;陳永和;李琦;張法碧
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G06N3/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 陳躍琳

1.一種慣性傳感器信號重構方法，其特征是，包括如下步驟：

步驟1、設量子蜂群的數目為N，其中N個量子蜂群包含n₁個量子雇傭蜂和n₂個量子跟隨蜂，n₁+n₂＝N；隨機生成N個與量子蜂群對應的初始蜜源；設迭代次數t＝1，設最大搜索次數為Q；

步驟2、計算初始蜜源的適應度值，并記錄蜂群的全局最優蜜源、雇傭蜂的局部最優蜜源和跟隨蜂的局部最優蜜源；

步驟3、通過引入當前雇傭蜂的局部最優蜜源和蜂群的全局最優蜜源來控制量子旋轉角的方向，采用量子旋轉門操作的方式對量子雇傭蜂所對應的蜜源進行更新；搜尋結束后，計算新蜜源的適應度值，如果新蜜源的適應度值大于舊蜜源的適應度值，則用新蜜源代替舊蜜源，否則持舊蜜源不變；

步驟4、所有量子雇傭蜂搜索結束后，量子跟隨蜂根據量子雇傭蜂反饋的信息，采用輪盤賭的方式選擇蜜源，確定蜜源后，通過引入當前跟隨蜂的局部最優蜜源、雇傭蜂的局部最優蜜源和蜂群的全局最優蜜源來控制量子旋轉角的方向，采用量子旋轉門操作的方式對量子跟隨蜂所對應的蜜源進行更新；搜尋結束后，計算新蜜源的適應度值，如果新蜜源的適應度值大于舊蜜源的適應度值，則用新蜜源代替舊蜜源，否則持舊蜜源不變；

步驟5、判斷蜜源是否陷入局部最優，即如果連續Q次循環之后，雇傭蜂的局部最優蜜源一直沒有改變，則說明陷入局部最優，那么采用自適應概率調整方法得到新蜜源，以取代陷入局部最優的蜜源，迭代次數t加1，并返回步驟3；否則，直接進入步驟6；

步驟6、確定當前蜂群的全局最優蜜源，記錄其參數向量位置，并計算慣性傳感器信號的殘余分量；

步驟7、判斷慣性傳感器信號的殘余分量是否小于預定的重建精度；若小于重建精度，則停止迭代，并輸出蜂群的全局最優蜜源，以完成慣性傳感器信號的重構；否則，返回步驟3。

2.根據權利要求1所述的一種慣性傳感器信號重構方法，其特征是，步驟5中，所述自適應概率調整方法為自適應量子均勻交叉方法和/或自適應量子非門變異方法。

3.根據權利要求2所述的一種慣性傳感器信號重構方法，其特征是，步驟5中，自適應量子均勻交叉方法中的交叉概率為：

$P_c=\left\{\begin{array}{cc}{P}_{c1}-\frac{(P_{c1}-P_{c2})({\mathrm{fit}}^{\′}-fit(u_i^t\left)\right)}{fit\left(u_g^t\right)-fit\left(u_i^t\right)}& {\mathrm{fit}}^{\′}\≥fit\left(u_i^t\right)\\ P_{c1}& {\mathrm{fit}}^{\′}\≤fit\left(u_i^t\right)\end{array}\right.$

式中，P_c為交叉概率，分別為第t代蜂群的全局最優蜜源的適應度值和雇傭蜂的局部最優蜜源的適應度值，fit'為隨機抽出的進行交叉運算的蜜源適應度值，P_c1和P_c2為設定的交叉概率值。

4.根據權利要求2所述的一種慣性傳感器信號重構方法，其特征是，步驟5中，自適應量子非門變異方法中的變異概率為：

$P_m=\left\{\begin{array}{cc}{P}_{m1}-\frac{(P_{m1}-P_{m2})(fit-fit(u_i^t\left)\right)}{fit\left(u_g^t\right)-fit\left(u_i^t\right)}& fit\≥fit\left(u_i^t\right)\\ P_{m1}& fit\≤fit\left(u_i^t\right)\end{array}\right.$

式中，P_m為變異概率，分別為第t代蜂群的全局最優蜜源的適應度值和雇傭蜂的局部最優蜜源的適應度值，fit為變異個體的蜜源適應度值，P_m1和P_m2為設定的變異概率值。