[發明專利]一種基于BSO改進的無人機通信組網方法

有效

• 申請號: 202010503524.8
• 申請日: 2020-06-05
• 公開（公告）號: CN112003642B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 薛羽;王世超;王天宇
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;G06K9/62
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

1.一種基于BSO改進的無人機通信組網方法，用于針對飛行中的無人機機群實現實時組網，其特征在于，基于預設分組策略庫中的各個預設分組策略，以及分別初始化各預設分組策略被選中的概率，然后實時執行如下步驟A至步驟K，實現無人機的實時組網；

步驟A.初始化迭代次數i＝1，然后進入步驟B；

步驟B.依據分組策略庫中各分組策略的被選中概率，由分組策略庫中選擇一個分組策略，作為當前分組策略，然后進入步驟C;

步驟C.按當前分組策略，將無人機機群劃分成M個聚類，M表示預設無人機機群聚類數，然后進入步驟D；

步驟D.分別針對各個聚類，基于聚類中各個無人機的三維空間坐標，構建包圍該聚類中各個無人機的最小球體空間，并獲得該球體空間的球心的三維空間坐標；進而獲得各聚類分別所對應球體空間的球心的三維空間坐標，然后進入步驟E；

步驟E.分別針對各個聚類，獲得聚類中各無人機三維空間坐標分別與對應球體空間球心三維空間坐標之間的距離，并選擇最小距離所對應的無人機作為該聚類中心無人機，構成當前分組策略所對應的分組方案；進而獲得各聚類的聚類中心無人機，然后進入步驟F；

步驟F.分別針對各個聚類，獲得聚類中聚類中心無人機分別到其余各無人機三維空間坐標的距離之和，作為該聚類所對應的舒適度值；進而獲得各聚類所對應舒適度值之和，作為當前分組策略所對應的舒適度值，然后進入步驟G；

步驟G.針對當前分組策略所對應的分組方案、舒適度值，構建第i次迭代所對應分組策略、分組方案、舒適度值三者的組合關系，然后進入步驟H；

步驟H.若i等于1，則將第i次迭代所對應的組合關系作為階段最優方案，并針對i的值進行加1更新，然后返回步驟B；

若i大于1，且不大于預設最大迭代次數I，則判斷第i次迭代所對應的舒適度值是否小于階段最優方案中的舒適度值，是則將第i次迭代所對應的組合關系更新作為階段最優方案，否則保持階段最優方案不變，并進入步驟I；

步驟I.判斷i是否等于I，是則將階段最優方案構成當前時刻所對應的最優方案，并進入步驟IJ；否則針對i的值進行加1更新，然后返回步驟B；

步驟IJ.針對當前時刻各次迭代中步驟B所選擇的各個分組策略，統計各分組策略分別屬于階段最優方案所經歷的迭代次數，并分別除以最大迭代次數I，獲得該各分組策略分別對應的百分比，作為該各分組策略的被選中概率，針對分組策略庫進行更新，并針對分組策略庫中其余各分組策略的被選中概率設為0，然后進入步驟J；

步驟J.若當前時刻為第一時刻，則將當前時刻所對應的最優方案作為全局最優方案，并進入步驟K；

若當前時刻為非第一時刻，則判斷當前時刻所對應最優方案中的舒適度值是否小于全局最優方案中的舒適度值，是則將當前時刻所對應最優方案更新作為全局最優方案，并進入步驟K；否則保持全局最優方案不變，并進入步驟K；

步驟K.根據全局最優方案中的分組方案，針對無人機機群實現組網。

2.根據權利要求1所述一種基于BSO改進的無人機通信組網方法，其特征在于：還包括步驟L如下，執行完步驟K之后進入步驟L；

步驟L.基于無人機機群的組網，各聚類中的聚類中心無人機分別與該聚類中其余各無人機進行相互通信，同時各聚類中的聚類中心無人機分別與控制端相通信。

3.根據權利要求1所述一種基于BSO改進的無人機通信組網方法，其特征在于：所述步驟C中，將[0,1]劃分為M個分段區間，按當前分組策略，定義無人機機群中各個無人機分別所對應屬于[0,1]中的值，通過各無人機所對應值與各分段區間之間的映射關系，將無人機機群劃分至M個分段區間，即將無人機機群劃分成M個聚類；

所述步驟K中，根據全局最優方案中的分組方案，針對無人機機群實現組網，并根據各個無人機分別所劃分的聚類，調整各個無人機分別所對應屬于[0,1]中的值，滿足各無人機所對應值與各分段區間之間的映射關系。

4.根據權利要求1所述一種基于BSO改進的無人機通信組網方法，其特征在于：所述預設分組策略庫中的各個預設分組策略包括交叉變異、隨機變異、融合變異、高斯變異、差分變異。