[發明專利]一種基于投影螺旋分群渦流搜索算法的多傳感器調度方案優化方法

有效

• 申請號: 202011017070.X
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112182963B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 劉昌云;田桂林;郭相科;李松;王剛;韋剛;孫文
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N20/10;G06F111/06
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 梁寶龍

1.一種基于投影螺旋分群渦流搜索算法的多傳感器調度方案優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：計算多傳感器調度方案；

S2：設置控制參數并初始化計算；

S3：計算圓環的圓心和半徑，并在D維解空間中得到備選解集，同時計算備選解集的適應度，采用貪婪選擇機制求得最優的候選解s'；

S4：計算出最優的候選解后，判斷是否達到設定的迭代次數，如果達到則進入S8，否則進入S5；

S5：判斷是否滿足螺旋分群規則，如果滿足則進入S7，如果不滿足則進入S6；

S6：判斷此時的最優解s'是否優于前一個最優解，如果優于則用最新的最優解s'替換圓環的圓心u_i，并返回S3；

S7：通過投影螺旋搜索策略計算出三個備選解和一個最優解s'，同時生成四個圓心u_i并計算各自圓環的半徑r_i，再從D維解空間中求得各自備選集C_i(s)＝{s₁,s₂,…,s_M}，并返回S3；

S8：輸出最優解；

S9：根據最優解優化多傳感器調度方案。

2.根據權利要求1所述的一種基于投影螺旋分群渦流搜索算法的多傳感器調度方案優化方法，其特征在于，步驟S1的具體操作步驟包括：

S11：確定多傳感器調度方案適應度計算的8類參數：任務與傳感器能力匹配度、傳感器與目標可視化時間在目標總可視化時間占比、傳感器與目標空間距離、探測能量損耗程度、傳感器探測目標角度、目標戰略優先級、傳感器交接率、傳感器約束條件；

S12：根據上述8類參數，計算得到對應的有利度值，分別表示為：G₁～G₈；

S13：根據G₁～G₈計算調度方案，計算方式為：

式中：S_min表示為同一時刻對同一目標進行探測跟蹤的傳感器的最低數量；S_max表示為同一時刻對同一目標進行探測跟蹤的傳感器的最高數量；T_{track_i,j}表示為同一時刻對同一目標進行探測跟蹤的傳感器的數量，n為傳感器總數量；i表示第i個傳感器，j表示第j個目標。

3.根據權利要求1所述的一種基于投影螺旋分群渦流搜索算法的多傳感器調度方案優化方法，其特征在于，步驟S3的具體操作步驟包括：

S31：計算初始圓環的圓心u₀和半徑r₀：

初始圓環的圓心u₀的計算公式為：

其中，B_upperlimit和B_lowerlimit都是D維向量，分別表示D維變量的上界和下界；

初始圓環的半徑r₀的計算公式為：

其中，σ＝max(B_upperlimit)-min(B_lowerlimit)/2，x＝0.1,a₀＝1,gammaincinv(x,a₀)是來自于不完全的gamma函數gammainc(x,a₀)的逆函數；gammainc(x,a₀)可以用gammaincinv(x,a₀)表示為：

S32：計算第i次搜索的圓環的半徑r_i：

其中，a₀＝1，L為最大迭代次數；

S33：根據S31或者S32得到的圓心和半徑，在D維解空間得到M個備選解，并將超過求解域的備選解進行映射，最終得到解空間內的備選解集；

S34：計算備選解集的適應度，采用貪婪選擇機制求得最優的候選解s'。