利索能及
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专利号: 2020105035248
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于BSO改进的无人机通信组网方法,用于针对飞行中的无人机机群实现实时组网,其特征在于,基于预设分组策略库中的各个预设分组策略,实时执行如下步骤A至步骤K,实现无人机的实时组网;

步骤A.初始化迭代次数i=1,然后进入步骤B;

步骤B.由分组策略库中选择一个分组策略,作为当前分组策略,然后进入步骤C;

步骤C.按当前分组策略,将无人机机群划分成M个聚类,M表示预设无人机机群聚类数,然后进入步骤D;

步骤D.分别针对各个聚类,基于聚类中各个无人机的三维空间坐标,构建包围该聚类中各个无人机的最小球体空间,并获得该球体空间的球心的三维空间坐标;进而获得各聚类分别所对应球体空间的球心的三维空间坐标,然后进入步骤E;

步骤E.分别针对各个聚类,获得聚类中各无人机三维空间坐标分别与对应球体空间球心三维空间坐标之间的距离,并选择最小距离所对应的无人机作为该聚类中心无人机,构成当前分组策略所对应的分组方案;进而获得各聚类的聚类中心无人机,然后进入步骤F;

步骤F.分别针对各个聚类,获得聚类中聚类中心无人机分别到其余各无人机三维空间坐标的距离之和,作为该聚类所对应的舒适度值;进而获得各聚类所对应舒适度值之和,作为当前分组策略所对应的舒适度值,然后进入步骤G;

步骤G.针对当前分组策略所对应的分组方案、舒适度值,构建第i次迭代所对应分组策略、分组方案、舒适度值三者的组合关系,然后进入步骤H;

步骤H.若i等于1,则将第i次迭代所对应的组合关系作为阶段最优方案,并针对i的值进行加1更新,然后返回步骤B;

若i大于1,且不大于预设最大迭代次数I,则判断第i次迭代所对应的舒适度值是否小于阶段最优方案中的舒适度值,是则将第i次迭代所对应的组合关系更新作为阶段最优方案,否则保持阶段最优方案不变,并进入步骤I;

步骤I.判断i是否等于I,是则将阶段最优方案构成当前时刻所对应的最优方案,并进入步骤J;否则针对i的值进行加1更新,然后返回步骤B;

步骤J.若当前时刻为第一时刻,则将当前时刻所对应的最优方案作为全局最优方案,并进入步骤K;

若当前时刻为非第一时刻,则判断当前时刻所对应最优方案中的舒适度值是否小于全局最优方案中的舒适度值,是则将当前时刻所对应最优方案更新作为全局最优方案,并进入步骤K;否则保持全局最优方案不变,并进入步骤K;

步骤K.根据全局最优方案中的分组方案,针对无人机机群实现组网。

2.根据权利要求1所述一种基于BSO改进的无人机通信组网方法,其特征在于:还包括步骤L如下,执行完步骤K之后进入步骤L;

步骤L.基于无人机机群的组网,各聚类中的聚类中心无人机分别与该聚类中其余各无人机进行相互通信,同时各聚类中的聚类中心无人机分别与控制端相通信。

3.根据权利要求1所述一种基于BSO改进的无人机通信组网方法,其特征在于:所述预设分组策略库中的各个预设分组策略,分别初始化其被选中的概率,然后实时执行步骤A至步骤K,实现无人机的实时组网;

并且步骤B中,依据分组策略库中各分组策略的被选中概率,由分组策略库中选择一个分组策略,作为当前分组策略;

还包括步骤IJ如下,步骤I中当i等于I,则将阶段最优方案构成当前时刻所对应的最优方案,并进入步骤IJ,步骤IJ.针对当前时刻各次迭代中步骤B所选择的各个分组策略,统计各分组策略分别属于阶段最优方案所经历的迭代次数,并分别除以最大迭代次数I,获得该各分组策略分别对应的百分比,作为该各分组策略的被选中概率,针对分组策略库进行更新,并针对分组策略库中其余各分组策略的被选中概率设为0,然后进入步骤J。

4.根据权利要求1所述一种基于BSO改进的无人机通信组网方法,其特征在于:所述步骤C中,将[0,1]划分为M个分段区间,按当前分组策略,定义无人机机群中各个无人机分别所对应属于[0,1]中的值,通过各无人机所对应值与各分段区间之间的映射关系,将无人机机群划分至M个分段区间,即将无人机机群划分成M个聚类;

所述步骤K中,根据全局最优方案中的分组方案,针对无人机机群实现组网,并根据各个无人机分别所划分的聚类,调整各个无人机分别所对应属于[0,1]中的值,满足各无人机所对应值与各分段区间之间的映射关系。

5.根据权利要求1所述一种基于BSO改进的无人机通信组网方法,其特征在于:所述预设分组策略库中的各个预设分组策略包括交叉变异、随机变异、融合变异、高斯变异、差分变异。