基于粒子群的无人机蜂群网络拓扑快速构建方法

周睿, 张翔引, 宋德宇, 秦开宇, 徐利梅

电子科技大学学报 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (04) : 506-511.

基于粒子群的无人机蜂群网络拓扑快速构建方法

  • 周睿, 张翔引, 宋德宇, 秦开宇, 徐利梅
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摘要

高稳定性的网络拓扑是无人机蜂群系统分布式联合感知、分布式信息交互与分布式协同控制等集群功能的重要保障。在三维动态应用场景中,快速稳定的网络拓扑构建对于蜂群系统的可靠应用具有重要意义,而当前的拓扑构建方法在此方面研究并不充分。提出了一种基于粒子群优化算法(PSO)的无人机蜂群分布式拓扑快速构建方法,在满足蜂群网络特定的端到端通信时延性能要求下,最大化网络拓扑的维持时间。为实现分布式拓扑构建方法的快速收敛,根据蜂群节点的静态特性和动态趋势进行初值设计,同时基于特征相似度函数优化更新方向与步长。仿真结果表明,在典型应用场景和系统配置下,该方法具有高拓扑稳定性。在蜂群规模为100节点时,传统PSO策略需要平均5.5次迭代才能获得最优解,而该算法在获得相同端到端时延和网络吞吐性能的同时,平均只需2次迭代即可收敛到全局最优解。

关键词

分布式 / 拓扑快速构建 / 粒子群算法 / 拓扑稳定性 / 无人机蜂群系统

中图分类号

V279 / TP18

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周睿, 张翔引, 宋德宇, 秦开宇, 徐利梅. 基于粒子群的无人机蜂群网络拓扑快速构建方法. 电子科技大学学报. 2023, 52(04): 506-511

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部级基金(61403120404)

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