检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机科学 2022年第2期49卷 342-352页

作者：黄鑫权刘爱军梁小虎王桁陆军工程大学通信工程学院天基信息系统教研室南京210007

针对多跳空中传感器网络(Aerial Sensor Network,ASN)中的负载不均衡问题,提出了强化学习(Reinforcement Learning,RL)理论辅助的队列高效地理路由(Reinforcement-Learning Based Queue-Efficient Geographic Routing,RLQE-GR)协议。RLQE-GR协议首先将ASN路由问题抽象为强化学习(RL)任务,其中每个无人机抽象为一个RL状态,而数据包的每跳成功转发则抽象为一个RL动作。其次,RLQE-GR协议中引入了新的奖赏函数来评估每次动作,该奖赏函数的值不仅与无人机节点地理位置和每跳链路质量相关,而且与无人机节点的可用路由队列长度密切相关。然后,根据所设计的奖赏函数,RLQE-GR协议利用Q函数分布式地更新每个动作的长期累积奖赏值(Q值),并使得每个节点根据本地Q值的大小采用贪婪策略转发数据包。最后,为了使全网的Q值快速收敛且最小化收敛过程中造成的路由性能损失,RLQE-GR采用周期性信标机制对Q值进行迭代更新。当Q值收敛时,RLQE-GR协议能够实现可靠有效的多跳数据传输性能。与现有地理路由协议相比,所提协议在转发数据包的同时考虑了节点之间的相对距离、每跳链路质量和中间节点路由队列利用率。这使得RLQE-GR协议能够在保证路由跳数以及数据包重传次数的限制下,实现ASN的负载均衡。此外,利用强化学习理论,所提协议可以实现近乎最优的路由性能。

关键词：空中传感器网络地理路由协议强化学习奖赏函数信标机制

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基于加权虚拟力的空中传感器网络分段部署算法

引用

计算机工程 2016年第10期42卷 118-123页

作者：谭励张哲杨明华胡计鹏北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048 第二炮兵装备研究院北京100091

为提高空中传感器网络部署算法的适用性,实现对复杂环境的部署,提出一种加权虚拟力空中传感器网络分段部署算法,并建立空中扩散模型与地表扩散模型。空中扩散模型可减少节点在部署曲面上移动的能耗,使节点大部分的扩散过程在空中进行。... 详细信息

为提高空中传感器网络部署算法的适用性,实现对复杂环境的部署,提出一种加权虚拟力空中传感器网络分段部署算法,并建立空中扩散模型与地表扩散模型。空中扩散模型可减少节点在部署曲面上移动的能耗,使节点大部分的扩散过程在空中进行。地表扩散模型可减少节点暴露于空中的时间,从而避免受环境以及突发事件的影响。仿真实验结果表明,与三维虚拟力部署算法相比,该算法可以实时调整部署过程,部署时间短,适用性强,达到较好的部署效果。

关键词：空中传感器网络三维部署虚拟力分解分段部署扩散模型

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面向空中传感器网络的空洞覆盖与路径规划问题研究

面向空中传感器网络的空洞覆盖与路径规划问题研究

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作者：王浩宇北京工商大学

学位级别：硕士

空中传感器网络(Aerial Wireless Sensor Network,AWSN)是通过参考多机器人控制系统,将无线传感器由无人机进行搭载,能够根据环境变化,调整传感器节点群的结构和网络形态,对目标探测区域进行立体覆盖式探测的特殊无线传感器网络。在空... 详细信息

空中传感器网络(Aerial Wireless Sensor Network,AWSN)是通过参考多机器人控制系统,将无线传感器由无人机进行搭载,能够根据环境变化,调整传感器节点群的结构和网络形态,对目标探测区域进行立体覆盖式探测的特殊无线传感器网络。在空中传感器网络部署过程中,由于无人机搭载节点的移动性,需要对部署区域进行覆盖以及对无人机节点飞行路径进行规划。本文在现有研究的基础上,考虑了解决局部最优和全局最优问题,实现在复杂山地环境下的有效安全多无人机飞行路径规划,以及平衡覆盖范围和覆盖质量的区域覆盖。本文完成的主要内容如下:(1)解决局部最优问题的单无人机路径规划利用改进的精英策略非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorted Genetic Algorithm-II,NSGA-II),通过指数分布自适应动态调整交叉概率和突变概率,利用定向突变策略改进随机突变机制,减少陷入局部最小值陷阱的风险,能够快速生成三维环境下长度较短且安全无碰撞的单无人机飞行路径。(2)平衡局部搜索和全局搜索能力的多无人机路径规划使用改进的平衡人工蜂群(Improved Balanced Artificial Bee Colony,IB-ABC)算法,通过引入迭代过程的反馈信息,提高了雇佣蜂策略的局部搜索能力和跟随蜂策略的全局搜索能力,通过提出侦查蜂策略生成新路径取代原始路径的限制条件,平衡了局部搜索能力和全局搜索能力,实现三维环境下考虑时间和顺序的多无人机协同路径规划。(3)基于覆盖质量的不规则区域覆盖采用基于覆盖质量的覆盖算法实现无人机的区域覆盖。算法将节点引导到局部最优位置,保证在覆盖范围最大化和覆盖质量最优化之间的平衡。同时,考虑了覆盖区域可能存在重要性优先级的问题,使用自适应空间分布函数进行权重分配,验证了算法的有效性。本文对无人机的路径规划技术和基于无人机节点的空中传感网的区域覆盖技术进行了深入研究,利用改进的NSGA-II算法解决单无人机路径规划的局部最优问题,IB-ABC算法解决多无人机路径规划的局部搜索和全局搜索能力的平衡问题,考虑覆盖质量和覆盖范围平衡性的不规则区域全覆盖,为空中无线传感器网络的部署和优化提供了理论依据,对空中传感器的应用和发展具有重要意义。

关键词：空中传感器网络路径规划多机协同平衡优化区域覆盖

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空中传感网系统设计与实现

空中传感网系统设计与实现

引用

全国抗恶劣环境计算机第二十二届学术年会

作者：杨明华慈林林王晓雯杨斌盛兵第二炮兵装备研究院北京100085 96627部队北京100085 第二炮兵装备研究院北京100085 94816部队北京100085

文章基于多轴旋翼微小型飞行平台,ZigBee网络实现了空中传感网,介绍了平台的构建、网络组成等,并对基本性能进行了测试和分析。

关键词：空中传感器网络信息传输系统设计移动节点性能测试

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