基于协进化机制的多传感器协作管理体系及方法研究

作者：张强^*

来源：管理科学与工程, 硕士, 合肥工业大学, 2009-03-01.

• 多传感器协作
• 管理体系
• 协作方法
• 协进化机制

在复杂任务下单个传感器往往很难独立完成任务,其根源主要是环境的复杂性,传感器能力的限制,任务的复杂性以及动态环境的实时性。这些因素使得任务往往需要多个传感器相互协同才能完成。因此,多传感器协作成为了传感器管理的主要研究内容之一。对于多传感器协作问题的研究思路,目前主要存在基于资源有效分配、基于多智能体和基于协进化机制三种研究思路。其中基于协进化机制的研究思路考虑了多传感器执行任务过程中的协调,能够解决更一般的机器学习、自适应以及个体之间协同问题,受到了越来越多的研究学者的重视。本文重点研究了协进化机制在多传感器协作中的应用,具体内容如下:(1)综述了多传感器协作中的多传感器管理体系和协作方法问题。分析了其研究方法,具体包括基于资源有效分配、基于多智能体和基于协进化机制研究三个方面。阐述了协进化机制的理论基础,动力学和形式化描述,以及协进化算法基本思路。(2)研究了多传感器协作管理范围,构建了基于协进化机制的多传感器协作管理体系。主要包括了任务规划层、多传感器控制层和多传感器协调规划层。提出了基于协进化机制的协作管理机制,具体分为形成机制和实现机制两类,形成了多传感器在协作过程中的规范化。(3)研究了多传感器协作行为特点。针对环境和任务复杂性,提出了多传感器协进化决策算法。首先将多传感器协作行为进行分解,设计了行为之间的交互模式和传感器行为的策略库,然后通过多传感器协进化决策算法,进行协作行为的学习优化。(4)分析了多无人作战飞机协作作战和多成像侦察卫星的任务特点,建立了其仿真实验环境,分别从算法参数值比较、对比其他算法以及任务复杂度三个方面验证了所建立的管理体系和协作方法的可操作性和有效性。论文围绕着多传感器的协作问题,在前人工作的基础上,提出了一些新的机制和方法,旨在提高多传感器之间的协作效率。