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一种基于k-means算法的天地一体化无人机群调度方法 

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申请/专利权人:中电信数智科技有限公司

摘要:本发明公开了一种基于k‑means算法的天地一体化无人机群调度方法,属于空中基站无人机群技术领域,包括以下步骤:步骤1、通过无人机群内切换条件方程建立卫星或中继无人机节点之间的星间链路,利用k‑means算法对建立了星间链路的无人机群进行聚类,生成无人机核心节点群;从无人机核心节点群中选取最优无人机群核心节点;步骤2、对最优无人机群核心节点采用细菌觅食优化算法调度无人机,计算无人机的健康度,符合健康度的无人机继承非健康无人机的坐标及中继点传输级服务任务,完成无人机群调度。通过无人机群内切换保证热点持续性,确保了每架无人机收获的利益和消耗的能力相差不大,大大减少了无人机在空间内搜索的时间。

主权项:1.一种基于k-means算法的天地一体化无人机群调度方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、通过无人机群内切换条件方程建立卫星或中继无人机节点之间的星间链路,利用k-means算法对建立了星间链路的无人机群进行聚类,生成无人机核心节点群;从无人机核心节点群中选取最优无人机群核心节点;步骤1中,所述通过无人机群内切换条件方程建立卫星或中继无人机节点之间的星间链路具体为:所述无人机群内切换条件方程为:Re+hcosalpha2=Re+Hp其中,h为卫星高度,Hp为余隙,Re为地球半径,alpha为星间地心角;最小余隙对应最大星间地心角alphamax,当alphaalphamax时,两卫星之间建立星间链路,反之则不能建立链路;步骤2、对最优无人机群核心节点采用细菌觅食优化算法调度无人机,计算无人机的健康度,符合健康度的无人机继承非健康无人机的坐标及中继点传输级服务任务,完成无人机群调度;步骤2具体包括:步骤2.1、最优无人机群核心节点执行趋化运动,第i个无人机节点根据下式更新位置:θij+1,k,l=θij,k,l+C∠φ式中,θij,k,l是第i个无人机节点在第j次趋化,第k次复制和第l次迁徙操作中的位置;C是趋化步长;∠φ是翻转运动中的随机产生的角度,范围为[0~2π;步骤2.2、所有最优无人机群核心节点完成趋化后,计算无人机的健康度,计算公式为: 式中,表示第i个无人机的健康度,Nc表示趋化步骤的最大次数;Jij,k,l表示第i个无人机节点在第j次趋化、第k次复制和第l次迁徙操作时的暂时健康度;步骤2.3、将全部S个无人机节点根据健康度进行升序排序,淘汰后SrSr=S2个无人机节点,保留前Sr个无人机节点作为健康母无人机节点;复制N次健康母无人机节点得到子无人机节点;步骤2.4、迁徙子无人机节点,以概率p选取部分子无人机节点将其随机驱散到其他位置,剩余子无人机节点的位置保持不变。

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