一种基于投影螺旋分群涡流搜索算法的多传感器调度方案优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于投影螺旋分群涡流搜索算法的多传感器调度方案优化方法，在涡流算法的基础上引入螺旋模式，并结合随机搜索和个体合作搜索两种搜索策略，提出一种基于投影螺旋分群的涡流搜索算法，在历次最优解的基础上采用螺旋搜索的方法产生三组备选解，增强最优解分布的多样性，避免陷入局部最优解，利用最优解生成最优的多传感器调度方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于投影螺旋分群涡流搜索算法的多传感器调度方案优化方法
本专利技术涉及多传感器调度方案优化生成
，尤其涉及一种基于投影螺旋分群涡流搜索算法的多传感器调度方案优化方法。
技术介绍
涡流搜索算法是最近提出的一种新型元启发式单解优化算法，涡流算法灵感源自搅动液体产生的涡流现象，该方法通过使用一种自适应步长调整方案的的搜索行为模拟涡流现象，具有操作简单和搜索能力强的突出优点，可以不必遍历搜索空间所有参数点便可找到全局最优解。但是基于单解的涡流寻优搜索算法利用自适应步长的方式来调整开发两端的矛盾，搜索能力强，但在后期极容易陷入局部最优解。针对以上存在的问题，本专利技术提出了一种基于投影螺旋分群的涡流搜索算法，本算法在涡流算法的基础上引入螺旋模式，并结合随机搜索和个体合作搜索这两种搜索策略，在历次最优解的基础上采用螺旋搜索的方法产生三组备选解，增强最优解分布的多样性，避免陷入局部最优解，利用最优解生成最优的多传感器调度方案。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供一种基于投影螺旋分群涡流搜索算法的多传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于投影螺旋分群涡流搜索算法的多传感器调度方案优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：计算多传感器调度方案；/nS2：设置控制参数并初始化计算；/nS3：计算圆环的圆心和半径，并在D维解空间中得到备选解集，同时计算备选解集的适应度，采用贪婪选择机制求得最优的候选解s'；/nS4：计算出最优的候选解后，判断是否达到设定的迭代次数，如果达到则进入S8，否则进入S5；/nS5：判断是否满足螺旋分群规则，如果满足则进入S7，如果不满足则进入S6；/nS6：判断此时的最优解s'是否优于前一个最优解，如果优于则用最新的最优解s'替换圆环的圆心u

【技术特征摘要】
1.一种基于投影螺旋分群涡流搜索算法的多传感器调度方案优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：计算多传感器调度方案；
S2：设置控制参数并初始化计算；
S3：计算圆环的圆心和半径，并在D维解空间中得到备选解集，同时计算备选解集的适应度，采用贪婪选择机制求得最优的候选解s'；
S4：计算出最优的候选解后，判断是否达到设定的迭代次数，如果达到则进入S8，否则进入S5；
S5：判断是否满足螺旋分群规则，如果满足则进入S7，如果不满足则进入S6；
S6：判断此时的最优解s'是否优于前一个最优解，如果优于则用最新的最优解s'替换圆环的圆心ui，并返回S3；
S7：通过投影螺旋搜索策略计算出三个备选解和一个最优解s'，同时生成四个圆心ui并计算各自圆环的半径ri，再从D维解空间中求得各自备选集Ci(s)＝{s1,s2,…,sM}，并返回S3；
S8：输出最优解；
S9：根据最优解优化多传感器调度方案。


2.根据权利要求1所述的一种基于投影螺旋分群涡流搜索算法的多传感器调度方案优化方法，其特征在于，步骤S1的具体操作步骤包括：
S11：确定多传感器调度方案适应度计算的8类参数：任务与传感器能力匹配度、传感器与目标可视化时间在目标总可视化时间占比、传感器与目标空间距离、探测能量损耗程度、传感器探测目标角度、目标战略优先级、传感器交接率、传感器约束条件；
S12：根据上述8类参数，计算得到对应的有利度值，分别表示为：G1～G8；
S13：根据G1～G8计算调度方案，计算方式为：



式中：Smin表示为同一时刻对同一目标进行探测跟踪的传感器的最低数量；Smax表示为同一时刻对同一目标进行探测跟踪的传感器的最高数量；Ttrack_i,j表示为同一时刻对同一目标进行探测跟踪的传感器的数量，n为传感器总数量；i表示第i个传感器，j表示第j个目标。


3.根据权利要求1所述的一种基于投影螺旋分群涡流搜索算法的多传感器调度方案优化方法，其特征在于，步骤S3的具体操作步骤包括：
S31：计算初始圆环的圆心u0和半径r0：
初始圆环的圆心u0的计算公式为：



其中，Bupperlimit和Blowerlimit都是D维向量，分别表示D维变量的上界和下界；
初始圆环的半径r0的计算公式为：



其中，σ＝max(Bupperlimit)-min(Blowerlimit)/2，x＝0.1,a0＝1,gammaincinv(x,a0)是来自于不完全的gamma函数gammainc(x,a0)的逆函数；gammainc(x,a0)可以用gammaincinv(x,a0)表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌云，田桂林，郭相科，李松，王刚，韦刚，孙文，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61