[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

本發明涉及一種基于BSO改進的無人機通信組網方法，針對BSO思想進行改進，加入至無人機組網應用當中進行實時執行，基于預設迭代次數的規劃，引入多策略分組方案構建分組策略庫。在每次迭代中按其被選中概率進行策略選擇，應用于每次迭代中的分組，并依據已實施迭代中舒適度的大小，以最小舒適度所對應的方案作為時刻所對應的最優方案，同時結合過去各時刻的最優方案，以最小舒適度篩選出當前時刻的全局最優方案，實現當前時刻的組網。最后基于組網實現無人機機群與控制端之間的通訊，如此設計能夠針對無人機機群實現高效快速響應，完成實時組網動作，提高無人機機群與控制端之間的通信效率。

技術領域

本發明涉及一種基于BSO改進的無人機通信組網方法，屬于無人機通信技術領域。

背景技術

隨著技術的發展和需求的變化，各國開始意識到未來無人機的工作模式會逐步從“單機一一后方中心”模式轉向“機群一后方中心”模式。為了有效應對動態環境的隨機變化特征,如何研制自適應能力強、自組織能力強的多無人機動態任務分配方法,也是當前多無人機協同任務分配問題必須解決的難題。多機協同作戰的前提是實現無人機群自主測控通信一體化，也就是必須組建具有較強通信能力、信息感知能力和抗毀性強的無人機網絡。該網絡必然是一個動態性很強的網絡，網絡的拓撲結構快速變化，不斷有節點加入或離開網絡。針對無人機機群設計快速、高效的組網方式，是順應無人機的發展需求，提高機群應用的有效方法，但是目前現有技術還有諸如組網效率低、準確率低的缺點，急需新組網方式的誕生。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于BSO改進的無人機通信組網方法，采用全新設計構思，能夠針對無人機機群實現高效快速響應，實現實時組網，提高無人機機群與控制端之間的通信效率。

本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本發明設計了一種基于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，基于預設分組策略庫中的各個預設分組策略，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.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J；否則針對i的值進行加1更新，然后返回步驟B；