[發明專利]小生境遺傳算法的單矢量水聽器相干源快速方位估計方法

有效

• 申請號: 201810308673.1
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108845287B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 李秀坤;王集;徐天楊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S3/802
• 分類號: G01S3/802
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種小生境遺傳算法的單矢量水聽器相干源快速方位估計方法,其特征在于，包含以下步驟：

步驟1：對原目標函數進行重新表示,記則表示為z的函數重新構造目標函數g(z),g(z)滿足:

g(z)＝max f(z) (1)

其中,和為搜索角度，是搜索到兩個相干信號的幅度比；

步驟2：設置進化代數計數器s為1，隨機選取M個初始點組成初始點集W(t)；

步驟3：求出隨機選取的M個初始點的適應度g(z_i)，i＝1,2,...,M，依據適應度數值對每個點進行降序排列，記憶前N個點，NM，記為P(t)；

步驟4：對點集P(t)進行比例選擇運算，得到P′(t)，對點集P′(t)作單點交叉運算，得到P″(t)；

步驟5：對點集P″(t)做均勻變異運算，得到P″′(t)；

步驟6：將P(t)與P″′(t)合并，得到一個含有M+N個點的新點集，對新點集的M+N個點按照公式(2)求出任意兩個點之間的共享函數：

其中，i＝1,2,...,M+N-1,j＝i+1,...,M+N；

當公式(2)結果小于L時，對求取共享函數的兩個點之間適應度、即兩個點處g(·)函數的值較低的點執行罰函數，令g_min(z_i,z_j)←10^-20×g_min(z_i,z_j)，L為門限值，L＝0.1；

步驟7：根據新點集各點按照步驟6得到的新的適應度數值對M+N個點進行降序排列，取前N個點z_i，i＝1,2,...,N，構造矩陣

R_s＝[z₁,z₂,...,z_N] (3)

其中，為進化代數；

步驟8：判斷是否滿足終止條件，當滿足終止條件時，執行步驟9；否則，作s←s+1，然后將步驟7中前N個點作為新的下一代點集P(t)，重復步驟4～8；當公式(4)成立時，滿足終止條件：

其中，||·||_p表示矩陣的p-范數，為任意一種矩陣范數，ε范圍為0＜ε≤1×10^-3；

步驟9：記錄時間歷程圖Θ(t)＝[θ₁(t),θ₂(t)]^T，判斷是否已經遍歷信號，如果已經遍歷信號，則執行步驟10；否則在時間軸上向后移動一個步進值，并取一個時間窗長度的信號，重復步驟2～9；

步驟10：根據Θ(t)的數值以偽彩圖的形式作出時間-歷程圖；

步驟11：根據時間-歷程圖評價估計質量。

2.根據權利要求1所述的一種小生境遺傳算法的單矢量水聽器相干源快速方位估計方法,其特征在于：步驟8中矩陣的p-范數，取p＝2，即為弗羅貝尼烏斯范數。

3.根據權利要求1或2所述的一種小生境遺傳算法的單矢量水聽器相干源快速方位估計方法,其特征在于：根據時間-歷程圖評價估計質量具體為：求時間-歷程圖每條軌跡的導數的絕對值和導數的方差，當導數絕對值和導數的方差大于門限值M時，表示此時干擾強，估計得到的目標方位可信度低，即估計結果置信度低，估計質量不可信；否則，表示此時估計結果置信度高，估計結果做為真實目標方位，門限值M由自適應算法實時計算獲得。

4.根據權利要求1或2所述的一種小生境遺傳算法的單矢量水聽器相干源快速方位估計方法,其特征在于：根據時間-歷程圖評價估計質量具體為：根據時間-歷程圖的波動情況對估計質量進行判斷，當時間-歷程圖中的目標軌跡連續且平滑地變化時，則估計結果可靠；當時間-歷程圖中目標軌跡呈現劇烈波動且無規則跳變時，則此時干擾強，計算結果不可信。