[發明專利]一種基于蟻群算法的無人機群區域覆蓋的多步尋優方法

有效

• 申請號: 201710510054.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107168380B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 王彤;胡艷艷;劉嘉昕;李杰
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種基于蟻群算法的無人機群區域覆蓋的多步尋優方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，分別設定無人機群的監視區域S和無人機群的可行飛行區域A，其中無人機群包含M架無人機，每架無人機上設置一個機載雷達，且每架無人機勻速飛行；

步驟2，設定蟻群算法中的螞蟻總只數為N，每只螞蟻的維數為M×1；然后設定無人機群的初始位置和無人機群的初始速度方向，分別用p⁰表示無人機群的初始位置矩陣，使用v⁰表示無人機群的初始速度向量；

步驟3，確定無人機群的位置偏轉角然后確定無人機群飛行軌跡；

初始化：令s表示第s次搜索，s∈[1，SeachNum]，SeachNum表示搜索次數，s的初始值為1，每次搜索分別進行D次迭代，并令d表示第d次迭代，d∈[0，D]，d的初始值為0，D為大于0的正整數；

分別令第s次搜索第d次迭代后N只螞蟻前進InnerStep步的位置信息矩陣記為p_s，d，將第s次搜索第d次迭代后N只螞蟻前進InnerStep步的速度信息矢量記為v_s，d，且第1次搜索第0次迭代后N只螞蟻前進InnerStep步的位置信息矩陣p_1，0為無人機群的初始位置矩陣p⁰，第1次搜索第0次迭代后N只螞蟻前進InnerStep步的速度信息矢量v_1，0為無人機群的初始速度向量v⁰；

步驟4，根據第s次搜索第d次迭代后N只螞蟻前進InnerStep步的位置信息矩陣p_s，d和第s次搜索第d次迭代后N只螞蟻前進InnerStep步的速度信息矢量v_s，d，得到第s次搜索第d次迭代后的第一數據結構AntSawrm_s，d，進而得到第s次搜索截止到第d次迭代的第二數據結構OptSawrm_s，d；

步驟5，令d加1，重復執行步驟4，直到得到第s次搜索截止到第D次迭代的第二數據結構OptSawrm_s，D，進而得到第s次搜索后無人機群前進InnerStep步最優的速度偏轉角θ_s和第s次搜索后無人機群前進InnerStep步的最優路徑p_s，表示第s次搜索后無人機群前進第k步的最優路徑；然后將d初始化為0；

步驟6，根據第s次搜索后無人機群前進InnerStep步最優的速度偏轉角θ_s，計算得到第s次搜索后無人機群前進InnerStep步的最優速度v_s，并將第s次搜索后無人機群前進InnerStep步的最優路徑p_s和第s次搜索后無人機群前進InnerStep步的最優速度v_s，記為第s次搜索后無人機群的一條完整的最優路徑；

步驟7，令s加1，并將第s-1次搜索后無人機群前進第InnerStep步的速度作為第s次搜索第d次迭代后N只螞蟻前進InnerStep步的速度信息矢量v_s，d，將第s-1次搜索后無人機群前進第InnerStep步的最優路徑作為第s次搜索第d次迭代后N只螞蟻前進InnerStep步的位置信息矩陣p_s，d，然后返回步驟4；

直到得到第SearchNum次搜索后無人機群的一條完整的最優路徑，所述第SearchNum次搜索后無人機群的一條完整的最優路徑包括第SearchNum次搜索后無人機群前進InnerStep步的最優路徑p_SearchNum和第SearchNum次搜索后無人機群前進InnerStep步的最優速度v_SearchNum，進而完成基于蟻群算法的無人機群區域覆蓋的多步尋優過程。