[發明專利]一種基于改進人工魚群算法的氣體泄漏源定位方法

有效

• 申請號: 202011395703.0
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112446457B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 丁濤;劉振國;孔凡玉
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01M3/04
• 分類號: G01M3/04;G06N3/006
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于改進人工魚群算法的氣體泄漏源定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在待監測區域設置5架無人機；

步驟2：采用發散策略快速發現煙羽；

步驟3：判斷無人機是否發現煙羽，若發現煙羽，執行步驟4，否則轉回步驟2；

步驟4：采用改進人工魚群算法搜索氣體泄漏源，其具體包括以下步驟：

步驟4-1：初始化設置，包括種群規模N_max、每條人工魚的初始位置、人工魚的視野visual、步長step、擁擠度因子δ、重復次數Try-number、最大迭代次數I_max、權重系數w₁、w₂、w₃；

步驟4-2：計算初始魚群各個體的適應值；

步驟4-3：對每個個體進行評價，對其要執行的行為進行選擇，包括覓食Pray、聚群Swarm、追尾Follow；

步驟4-4：執行人工魚的行為，更新位置，生成新魚群；

步驟4-5：基于好奇心模型，計算個體魚的好奇因子，根據視野和步長更新公式更新視野和步長；

該好奇心模型可以衡量個體魚在搜索最優值過程中的好奇心，具體計算公式如下：

式中，w₁、w₂、w₃為權重系數；I為當前的迭代次數；I_max為最大迭代次數；i為人工魚編號；為第I次迭代時人工魚i視野中的人工魚數目；N_max為人工魚總數；為第I次迭代時人工魚i搜索的濃度值；為第I次迭代時種群最大濃度值；

基于好奇心模型計算個體魚每次迭代的好奇因子，自適應、動態調整每次尋優的視野和步長，更新公式如下：

式中，α為好奇因子。

步驟4-6：判斷是否達到迭代次數，若達到迭代次數轉到步驟4-7；若沒有達到迭代次數，迭代次數加1，轉到步驟4-2；

步驟4-7：輸出尋優結果，算法結束；

步驟5：更新各無人機的位置；

步驟6：判斷氣體泄漏源是否定位成功，若成功，執行步驟7，否則轉回步驟4；

步驟7：輸出氣體泄漏源位置。