發(fā)布時(shí)間：2021-07-14 18:09

　　針對(duì)大型公共區(qū)域內(nèi)的危險(xiǎn)品擴(kuò)散源溯源定位問(wèn)題,合理運(yùn)用無(wú)人智能系統(tǒng)和路徑規(guī)劃技術(shù),開(kāi)展了三邊定位法-單純形算法的混合型算法研究。為了相對(duì)減少無(wú)人車系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)溯源路徑中的檢測(cè)節(jié)點(diǎn)數(shù)目,有效實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離快速搜索,并且保證高精確度和收斂性,首先提出一種混合型遺傳算法,結(jié)合了三邊定位法的迭代更新能力和單純形算法的保守優(yōu)化策略。同時(shí)在種群交叉變異中引入了組合數(shù)方法,修正了現(xiàn)有算法的實(shí)用性問(wèn)題。仿真實(shí)驗(yàn)顯示,該算法在收斂精度和成功率上均表現(xiàn)出良好的性能,定位效率相較現(xiàn)有算法提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。 

【文章來(lái)源】：無(wú)人系統(tǒng)技術(shù). 2019,2(05)

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

三邊定位法多解示意圖

單純形求解與三邊定位法使用相同的三個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)，該算法認(rèn)為，氣體源的預(yù)測(cè)位置在三角形的一條中位線及其延長(zhǎng)線上，這條射線經(jīng)過(guò)濃度最低的頂點(diǎn)（如圖2）。標(biāo)準(zhǔn)的三邊定位法是不收斂和不可靠的，其解空間嚴(yán)重不完備。由于一般的濃度場(chǎng)與無(wú)風(fēng)情況下的理想點(diǎn)源擴(kuò)散模型差距較大，任取三點(diǎn)易陷入無(wú)解情況，或共交點(diǎn)位置超出場(chǎng)地范圍，進(jìn)而對(duì)算法的可用性造成損害。實(shí)驗(yàn)中以第一代初始化數(shù)據(jù)代入該算法，計(jì)算成功率僅達(dá)20%左右。本文算法利用此特點(diǎn)，輔助單純形算法進(jìn)行條件句判斷，以代替其傳統(tǒng)的判斷方式[9]，減少路徑規(guī)劃中的冗余折返。判斷邏輯見(jiàn)3.1.3節(jié)的偽代碼。假設(shè)三邊定位計(jì)算成功，則定義該計(jì)算處于啟發(fā)定向階段；若失敗，則定義處于保守的梯度步進(jìn)階段。以下分別介紹兩種階段下的單純形求解步驟。

為解決上述問(wèn)題，算法引入了排列組合策略，使用五組數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行遺傳迭代。圖4左側(cè)表示親代數(shù)據(jù)集，其中2～5號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)按照濃度大小降序排列。圖5所示為遺傳進(jìn)化算法的流程圖。圖4 引入排列組合策略的數(shù)據(jù)遺傳結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]群智能算法在氣體源定位中的應(yīng)用綜述[J]. 王巍,崔益豪,王彤,朱天宇,田立勤.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(18)
[2]MDS與三邊定位相結(jié)合的多點(diǎn)相對(duì)定位算法[J]. 劉天豪,蔚保國(guó),何成龍.  計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2018(08)
[3]危險(xiǎn)氣體泄漏源搜尋多機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 陳寅生,趙文杰,宋凱,王祁.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(07)
[4]基于改進(jìn)遺傳-單純形混合算法的危險(xiǎn)氣體泄漏溯源分析[J]. 何寧,徐波,孫恩吉.  中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2017(11)
[5]基于單純形-遺傳算法的導(dǎo)彈主動(dòng)段優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 韓聰聰,何華鋒,楊宗浩.  電光與控制. 2017(10)
[6]室內(nèi)定位技術(shù)與應(yīng)用綜述[J]. 裴凌,劉東輝,錢(qián)久超.  導(dǎo)航定位與授時(shí). 2017(03)
[7]基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的氣體泄漏源定位機(jī)器人設(shè)計(jì)[J]. 程磊,張東,劉波,吳懷宇,王永驥.  傳感器與微系統(tǒng). 2015(02)
[8]基于移動(dòng)機(jī)器人的主動(dòng)嗅覺(jué)技術(shù)研究[J]. 張東,程磊,劉波,周明達(dá).  計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化. 2014(02)
[9]高斯煙團(tuán)模型在石化類項(xiàng)目大氣環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 李冰晶,仝紀(jì)龍,潘峰,馬衛(wèi)東,付金杯.  環(huán)境工程. 2013(03)
[10]時(shí)變流場(chǎng)環(huán)境中機(jī)器人跟蹤氣味煙羽方法[J]. 李吉功,孟慶浩,李飛,蔣萍,曾明.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2009(10)

碩士論文
[1]基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的氣體源定位算法研究[D]. 肖賢達(dá).東北大學(xué) 2013
[2]多機(jī)器人煙羽跟蹤算法實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊衛(wèi)星.天津大學(xué) 2010
[3]機(jī)器人嗅覺(jué)和味源定位的研究[D]. 梁亮.中國(guó)科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所） 2005



本文編號(hào)：3284631