[發明專利]無線傳感網絡的信息傳輸路徑規劃方法及裝置

在審

• 申請號: 202210175770.4
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114567914A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 李沐;林凡;朱耿林
• 申請（專利權）人: 廣州杰賽科技股份有限公司;廣東工業大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/24;H04W84/18
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋

1.一種無線傳感網絡的信息傳輸路徑規劃方法，其特征在于，包括：

根據無線傳感網絡中信號傳輸的起點與終點，構建信號傳輸路徑的柵格地圖；

基于信息傳輸路徑的距離和轉折點數目，利用基于雙向搜索策略的螞蟻算法對所述柵格地圖進行路徑搜索，得到初始最優信息傳輸路徑；

對信號沿所述初始最優信息傳輸路徑進行傳輸的線速度和角速度進行約束，并利用動態窗口法對所述初始最優信息傳輸路徑的轉折點進行檢驗，得到最終信息傳輸路徑。

2.如權利要求1所述的無線傳感網絡的信息傳輸路徑規劃方法，其特征在于，所述無線傳感網絡的信息傳輸路徑規劃方法還包括：

獲取所述最終信息傳輸路徑的第一個轉折點；

根據所述起點和所述第一個轉折點，確定所述最終信息傳輸路徑的起始傳輸航向角理論值；

獲取所述最終信息傳輸路徑的起始傳輸航向角實際值；

基于所述起始傳輸航向角實際值和所述起始傳輸航向角理論值的比較結果，得到最終最優信息傳輸路徑；

其中，根據下式確定所述最終信息傳輸路徑的起始傳輸航向角理論值：

d＝((X₁-X_s)²+(Y₁-Y_s)²)^1/2

θ＝arcsin(c)

其中，θ為最終信息傳輸路徑的起始傳輸航向角理論值，(X_s，Y_s)為信號傳輸的起點坐標，(X₁，Y₁)為最終信息傳輸路徑的第一個轉折點坐標。

3.如權利要求1所述的無線傳感網絡的信息傳輸路徑規劃方法，其特征在于，所述基于信息傳輸路徑的距離和轉折點數目，利用基于雙向搜索策略的螞蟻算法對所述柵格地圖進行路徑搜索，得到初始最優信息傳輸路徑，包括：

確定螞蟻在對所述柵格地圖進行路徑搜索過程中釋放的初始信息素濃度；

兩組螞蟻根據預設的啟發函數和預設的概率選擇公式確定下一節點；

當兩組螞蟻相遇時，獲得若干初始信息傳輸路徑；

更新若干所述初始信息傳輸路徑的信息素濃度；

基于若干所述初始信息傳輸路徑的距離和轉折點數目，從中篩選出初始最優信息傳輸路徑。

4.如權利要求3所述的無線傳感網絡的信息傳輸路徑規劃方法，其特征在于，所述兩組螞蟻根據預設的啟發函數和預設的概率選擇公式確定下一節點包括：

利用所述預設的啟發函數，判斷任意兩個相鄰的節點之間的期望程度是否大于預設閾值，若是，利用所述預設的概率選擇公式確定下一節點。

5.如權利要求3所述的無線傳感網絡的信息傳輸路徑規劃方法，其特征在于，所述確定螞蟻在對所述柵格地圖進行路徑搜索過程中釋放的初始信息素濃度，包括：

根據下式，確定螞蟻在對所述柵格地圖進行路徑搜索過程中釋放的初始信息素濃度：

其中，k為連接無線傳感網絡中信號傳輸的起點(x_s,y_s)與終點(x_e,y_e)的直線的斜率，L為無線傳感網絡中信號傳輸的起點與終點之間的直線，d為節點i到直線L的距離，q為原始信息素濃度均勻分布時的原始信息素濃度，q_i為節點i的初始信息素濃度。

6.如權利要求3所述的無線傳感網絡的信息傳輸路徑規劃方法，其特征在于，所述預設的啟發函數為：

其中，A為放大倍數，d_ijE為節點i到下一節點j的歐式距離與下一節點j到終點E的歐式距離之和；

所述預設的概率選擇公式為：

其中，n_ij為啟發函數，n_x為原柵格轉移到下一柵格內所有節點的總期望程度，τ_ij(t+1)為t+1時刻的信息素濃度。