基于ODMRP的分布式核心稳定路由算法

在无人机网络中,由于节点具有较强的移动性,对于组播路由的建立以及组播组的划分提出更高要求,一般的组播路由协议往往无法满足网络需求.为此,提出了一种基于ODMRP的分布式核心稳定路由算法.该算法结合了改进贪婪机制,根据路由状况对路径进行优化,为了降低源节点的数据处理负担,提出了分布式核心节点选择机制,将组播组的信息储存在多个核心节点中,同时释放了转发节点的储存空间.文章通过路由抢修机制,监控路由状态变化,对即将断裂的路由提前修复,保证了路径的有效性.仿真表明,该算法与标准的ODMRP算法及改进算法VCMP算法相比,能够优化传输路径,降低端到端时延,提高分组交付率,提升网络性能.     

基于最低开销模型的传感网络通信优化仿真

当传感网络中某条链路发生变化时,需要重新计算最短路径树,一旦传感网络规模较大,传统的算法采用抑制链路改变的方法提高传感网络通信容量,但这大幅抑制通信节点周期内路径选择灵活性,通信延迟明显.提出一种改进的A-OSPF算法并应用到传感网络通信优化中,该算法在原始的OSPF基础上融人了最低开销节点机制,增强了传感网络中节点构建的概率,考虑了节点移动性,将更加平稳的链路当成节点,按照链路代价原理得到源节点到目标节点的最佳路径,确保数据包可在链路质量最高的路径上进行传递,降低传感网络数据传送的平均端到端延时.仿真结果表明改进算法在传感网络生存周期以及平均端到端延时方法优于原始的OSPF算法,实现了延长传感网络生存周期以及能量均衡的目标.     

DTN中基于两跳ACK确认机制的备用副本转发算法

针对容迟容断网络(Delay/Disruption Tolerant Networks,DTN)在遇到路由空洞问题时缺乏有效回避路由空洞区域的方法,导致信息端到端传输时延较大的问题,提出一种基于两跳ACK确认机制的备用副本转发算法。消息在空洞区域无法传播时由上一跳节点寻找其他符合条件的节点,另辟路径转发消息,从而避开路由空洞区域。仿真实验结果表明,该算法在递交率、平均时延和网络开销方面表现优于Spray and Wait等对比算法,在车载自组网中具有很强的应用性。     

基于空洞模型的地理位置路由改进算法研究

针对现有WSN中地理位置路由遇路由空洞后会产生冗余路由的问题,提出一种基于感知空洞形状的分段贪婪路由(Easy Modeling Greedy Routing,EMGR)算法。EMGR引入虚拟坐标概念,利用空洞边界探测包收集空洞边界节点信息,将其映射到虚拟坐标系中;根据空洞边界节点在虚拟坐标系的不同分布,定义凹、凸域来概括路由空洞形状;根据不同的空洞形状找到合适的中转节点,采用分段贪婪路由方式传输数据。仿真实验结果表明,相较于GPSR算法,EMGR算法产生的路由跳数减少了35%,网络能耗低,路径扩张率和网络时延小。     

无人机巡检系统中高频效的混合波束赋形方法

随着智能电网的发展,无人机巡检输电线路应用越来越广泛.为了有效实施输电线路故障定位和类型判断,要求无人机回传视频图像的分辨率越高越好.在带宽有限的条件下,需要尽可能提高无人机回传通信链路的频谱效率,以满足高分辨率视频图像对传输速率的需求.提出基于Mesh网络的视频图像回传通信方法.通过在杆塔上部署无线接入节点并构建Me...     

基于最小巡游概率的网络空洞平衡唤醒算法

在网络移动Agent(MA)模式下环形路由设计中,由于网络数据包传输冲突产生空洞,需要设计空洞平衡唤醒算法,以平衡网络能量,延长网络寿命。传统方法采用自适应学习粒子群算法,构建C/S模式下的空洞平衡唤醒算法,由于网络能耗不均衡也将容易使网络产生信息空洞的孤岛节点,性能不好。提出一种基于最小巡游概率的移动Agent的能量平衡环形路由信息空洞唤醒算法,建立最小跳数链路与梯度环,提供MA休眠和唤醒所需能量,进行MA迁移与数据回传,进行最小跳数链路路由算法设计,构建最小巡游概率判别准则与整体网络拓扑结构,实现网络信息空洞平衡唤醒算法的改进。仿真结果表明,该算法能数据包跳数构建网络拓扑,有效抑制了数据包在同一梯度内重传现象,通过最小概率巡游,有效减少因节点死亡而产生网络空洞的概率,有效克服网络能耗不均衡也产生信息空洞的孤岛节点,sink节点会相继收到由内环到外环各层MA所回传的融合数据,有效延长网络使用寿命,提高系统稳定性。     

无线传感器网络中分段贪婪地理路由算法

针对基于地理位置的无线传感器网络路由中存在的路由空洞问题,提出一种新的路由模式:分段贪婪路由.在该模式中,整个路由过程被中间节点序列划分为若干段,在每一段上仅应用贪婪转发策略.为确定合适的中间节点,给出一种基于递归探测的方法,并以GPSR算法为基础探测路由构造了SGR算法.仿真实验表明,在存在不同类型、大小、数量路由空洞的网络环境中,SGR算法均能以较小的探测开销获得接近最优的路由路径,尤其是凹空洞存在的情况.     

无线多媒体传感网络中基于方向角度的路由空洞优化算法

TPGF作为无线多媒体传感网络(WMSN)的一种纯地理位置路由贪婪算法,其核心是在邻居节点集中选择距离目的节点最近的节点作为下一跳节点(下一跳节点可以比本节点距离目的节点要远),同时进行编号进而精简优化来解决空洞问题并满足服务质量(QoS)的需求。针对选取下一跳时距离比自己距离目的节点更远这一策略,提出DATF算法,引入角度变量来进行优化处理,目的是在遇到路由空洞时,更加合理地选择回跳的节点,而不只是单纯地考虑距离因素。仿真结果表明,DATF算法在能量利用率和端到端时延上较TPGF均有改善,在解决空洞问题上也有显著效果。     

一种自适应无人机集群网络恢复方法

为解决无人机集群网络因节点失效造成网络性能和网络可靠性下降的问题，提出了一种自适应无人机集群网络恢复方法。通过信号稳定性和链路负载度对集群内部的通信代价进行评估，并结合图论构建无人机集群网络通信模型。同时，通过鲸鱼算法对灰色滚动预测进行优化，利用优化后的预测模型对通信代价进行提前评估。算法根据通信代价矩阵的预测值找到待恢复节点之间的最短路径，并利用负载均衡算法对恢复后的路径进行优化，实现无人机网络的性能恢复。仿真结果表明，该方法在无人机集群网络失效时可以快速进行拓扑重构，恢复通信节点之间的链路连接，并使网络具有良好的生存性和抗毁性。     

多无人机远程动目标跟踪的信息传输算法*

轻型无人机群可将远距离目标信息通过中继链路传回测控站。在目标运动距测控站过远以及无人机使用数量受限的情况下,无人机之间通信无法保障,导致信息无法传回。针对该问题,本文提出改进的Store-and-Forward算法,该算法将无人机群划分为不同类型的节点,并将链路保持时间作为评价核心链路稳定性的标准,实时地改变各节点运动状态,以接力的方式来传输目标信息。仿真结果表明,本文提出的算法能够提供在上述情况下目标信息回传的有效方案,可行性得到验证,同时它在平均端到端延时、数据包成功传输率方面性能均优于Store-and-Forward算法。     

无线传感器网络节点基于遗传算法的充电路径规划

无线传感器网络应用越来越广泛,为了解决传感器节点的能量问题,将无线充电技术应用到传感器网络中.使用无人机为传感器节点进行无线充电,但是无人机的电池容量有限,合理的规划能够让无人机以最小的充电代价获得最大的网络效用.以最小化无人机能耗为优化目标,对无人机能量消耗进行分析,将优化目标简化成最小化路径距离,并使用遗传算法对无...     

基于APIT的三维移动代理路由算法研究*

针对现有的移动代理路由算法都是基于二维环境的不足,提出了一种能应用于三维环境中的移动代理路由算法。首先,使用APIT定位法来获取三维空间中的传感器坐标;在获取传感器节点坐标后,引入蚁群算法对移动代理访问传感器节点的路径进行优化,由此,得到了一种全新的基于APIT的三维移动代理路由算法。仿真实验表明,新移动代理路由算法能较好地适应无线传感器网络的实际应用环境,且路径优化效果明显。     

基于路径跟踪控制方法的拖挂式机器人系统路径规划算法

为解决拖挂式移动机器人系统路径规划算法精准性低、稳定性差和无法考虑系统间安全性等的问题,提出一种基于路径跟踪方法的路径规划算法。该算法融合快速拓展随机树（RRT）基本算法和路径跟踪控制方程,通过自动拟合样条曲线,跟踪并生成节点间轨迹,以此提高路径精准性;加入系统夹角约束条件和节点击中机制提高算法稳定性和结果安全性;此外,加入贪心优化算法,针对结果路径进行优化处理。通过仿真实验结果表明,相较基本RRT算法,改进算法搜索得到的路径更贴近实际运动轨迹,在安全性和成功率上优于原算法,能够满足快速设计或实时系统的需求。     

基于演化博弈的无线传感器网络分簇算法

针对无线传感器网络中节点负载过重与能耗不均衡而出现网络能量空洞的问题，基于演化博弈理论建立一种簇头竞选的博弈模型，同时提出一种基于演化博弈的无线传感器网络最优成簇算法。运用节点的剩余能量、数据接收能耗和数据转发能耗设计簇头演化博弈的收益函数，并将最优发射功率控制机制应用于簇成员的选择，从而形成稳定连通的网络分簇结构。仿真实验表明该算法平衡了节点负载，从而均衡网络能量，有效改善网络中过早出现能量空洞的问题，进而延长了网络生存时间。     

救灾无人机的优化A*航迹规划算法

针对抢险救灾中无人机派遣量及空间航迹规划最短路径相制约的问题,提出了一种优化A*的航迹算法。通过设计的蛇形割圆法对圆形巡查区域进行路径规划,通过提取感兴趣区域的方法选择较佳搜索方向,提高搜索效率,采用加权评估法优化自然威胁权重系数,重定义航迹估计函数。将提出的方法在灾情巡查和生命勘测实际问题中进行性能检测。仿真结果表明,该算法能够合理分配无人机数量且能快速规划出较优飞行轨迹,实现巡查覆盖率达88.96%。     

一种基于OLSR的无人机网络适用路由算法

无人机自组网的高动态特性以及节点能量高度受限的特点,使得传统路由协议难以适用于无人机网络。针对该问题,在OLSR协议的基础上提出一种无人机网络适用路由（UAV-OLSR）算法。依据链路变化情况实现无人机集群状态感知,综合考虑节点能量、节点位置等因素进行节点质量评估。采用多径思想并通过特定的路径度量准则选择较优路径进行数据转发。仿真结果表明,与OLSR和AODV协议相比,UAV-OLSR具有更低的数据包平均传输延迟、更高的数据包投递率以及更好的能量均衡效果,可以延长无人机网络的生存时间。     

基于平面不封闭图形切割的路径规划

在平面切割环节中，如何确定更短切割路径以减少加工成本、降低设备损耗和提升切割质量是工业应用和学术研究的重点。目前国内外对平面切割路径的研究主要集中于封闭图形，为此，针对在激光刀模行业中不封闭图形的问题，提出一种基于禁忌搜索的贪婪算法和贪婪准则的局部优化。首先使用构建型的贪婪算法和改进型的禁忌搜索算法相结合的方式对加工过程中的图元路径进行优化排序，随后提出贪婪准则的局部优化系数，削弱贪婪算法的“贪心”思想，解决加工路径的规划和优化问题。实验数据表明，禁忌搜索的贪婪算法和局部优化在对切割路径的规划和空行程优化上有显著效果，空行程减少50%以上，并且其优化性能和图元数量成正比，能有效地解决刀模行业以及其他激光雕刻行业中图形不封闭的切割难题。     

一种基于改进快速搜索随机树算法的管路自动布局方法

针对非正交管路自动布局问题,提出一种基于障碍物碰撞信息的快速搜索随机树 改进算法。该算法主要采用基于碰撞信息的节点扩展策略、快速绕障算法以及基于概率思想的 节点扩展策略3 种方法进行改进,能够在较短的时间内搜索出一条沿结构件表面从起点到终点 的路径,在此基础上采用基于关键节点的路径优化策略,对求解得到的布局路径进行优化后形 成最终的管路布局结果。开发了原型系统,通过实例验证了该算法的可行性。     

基于元胞自动机的蜂群无人机故障影响模型

基于固定翼无人机飞行特性以及蜂群无人机控制策略,针对无人机控制器遭受恶意攻击的情形,采用时序网络与元胞自动机理论分析蜂群无人机故障影响机理.首先,通过时序网络分析蜂群无人机拓扑网络的变化情况,提出基于跳数的故障传播路径的确定方法;其次,考虑蜂群无人机状态信息,建立符合蜂群无人机特征的元胞对象,同时基于局部信息交互原则,确定元胞自动机的状态演变规则,并依据近邻信息对无人机控制律的影响,提出矢量投影法来确定故障影响权值,辨识出各无人机故障影响程度的动态变化情况;最后,建立仿真模型,利用预测与实际故障影响程度结果,基于DCG算法与模式距离验证所建故障影响模型的有效性.