基于负载均衡的Multi-UAV任务分配算法的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhypku
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,由于硬件技术的发展,硬件成本逐渐降低,具有低功耗、自组织、可靠性、分布式的无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)获得了人们的广泛关注。在无线传感器网络中,传感器节点随机的分布在检测区域,自组织的形成网络,对所在区域进行实时监控,并将收集到的信息发送给相应的观察者。到目前为止,基于无线传感器网络的应用涉及到实际应用的方方面面,诸如安全监控、目标追踪、指令检测和环境监控等。自从上世界九十年代开始,无人驾驶飞机UAV(Unmanned Aerial Vehicle)也获得以美国为首的许多国家的关注,并获得了较快的发展。与传统的有人驾驶飞机相比,无人机具有规模较小、操作灵活、价格便宜、可持续续航等特点,能够更好的适应于军事侦查、环境监测、人员搜救等领域。由于UAV的可移动性和可持续续航的特点,因此,将UAV应用于WSN不仅能够简化网络的设计,还可以降低由于传感器结点之间通信所造成的能量消耗,从而延长网络的生存时间。随着任务量增长、任务类型的复杂化和工作区域增大等因素,基于单个UAV不能及时有效的完成任务,multi-UAV便开始获得人们的广泛关注。multi-UAV相对于单UAV而言,UAV之间具有更好的协作性,能够通过相互协作共同完成任务。但是,另一方面,由于系统中存在多个UAV,UAV之间可以并行工作,UAV之间的并行性可能导致相互之间的碰撞,以及UAV之间任务的分配是较为复杂的。在以往的研究中,主要关注UAV路径规划、如何避免与障碍物的碰撞、对特定目标的攻击等,而多个UAV之间负载均衡的问题却少有考虑。因此,本文主要考虑的是如何使用多个UAV完成传感器节点的信息采集。本文在k-means聚类算法的基础上,提出了一种新的算法,在总体任务量一定的情况下,保证多个UAV之间负载分配尽可能均衡的同时,调用蚁群算法来最小化无人机的飞行距离。实验过程中,采用Matlab作为仿真工具,对提出的问题进行建模,然后使用改进算法进行负载的划分,最后与k-means聚类算法的划分结果进行对比,并根据对比结果来分析新算法的性能。
其他文献
随着网络学习资源的海量级增长,加之不同用户背景知识和兴趣爱好各异,信息需要不尽相同,传统的基于关键字匹配的信息检索技术无论从资源覆盖率、检索精度等诸多方面来看,都无
最近十年以来,移动互联网得到了快速的发展并产生了巨大的变革,也引发了各种移动设备的快速普及。同时移动设备上的各种应用也在不断的丰富和改变着我们的生活。在各类应用中
近年来,随着生物技术,尤其是高通量技术的发展,生物网络数据有了显著的增长,出现了很多的生物网络数据库,包括蛋白质反应网络,新陈代谢网络,基因调控网络,神经网络等,如何从这些浩瀚的
面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture, SOA)是一个组件模型,它的主要作用就是将应用程序的不同业务功能(即服务)通过服务之间定义良好的接口联系起来,然后通过
由于人们对信息安全的逐步重视,加解密技术一直是研究的热点。各种加密算法相继问世,但加解密算法的安全性与复杂性始终是两个不可调和的矛盾体,在加解密速度和安全性上无法
源于人工智能领域语音处理技术的飞速发展,人们希望可以和机器进行更自然、贴切的交流。语音情感识别是继语音识别之后,人机交互中的又一热点问题,得到了研究者们广泛的关注
随着现代社会的快速发展及互联网应用越来越广泛,每天所产生的信息量也在急剧的增加,特别是网络数据每天都在指数倍的增加。面对这些实际存在的数据,如何从中获得对人们有用的知
随着虚拟集群中虚拟机数目的增加,单个虚拟机的出错往往会使得整个虚拟集群失效的概率也随之增加。因此,提高虚拟集群的可靠性,为其提供容错支持,在错误发生时保证程序运行的
随着计算机技术及人工智能的发展,计算机组卷系统的研究逐渐被越来越多的专家学者所注意,一套计算机组卷系统能够让教师在较短的时间内轻松完成试题的选择,组卷,排版等工作。
XML文档的应用日益广泛,而其中的XML解析技术是XML应用的关键。如何正确、高效地解析XML数据非常重要,尤其是对于要处理大量数据的应用程序。不合适的解析会导致过度的内存消