无人机基站三维空间位置部署方法设计与验证

1

作者 李朋 曹江 +1 位作者 平洋 梁东晨 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第2期193-201,共9页

针对无人机基站三维空间部署动态性强、时效性高、约束因素多、耦合性强等特点导致的计算量大、仿真周期长等问题,提出利用高效全局优化(efficient global optimization, EGO)算法来确定无人机基站三维空间部署位置。考虑到EGO算法主要... 针对无人机基站三维空间部署动态性强、时效性高、约束因素多、耦合性强等特点导致的计算量大、仿真周期长等问题,提出利用高效全局优化(efficient global optimization, EGO)算法来确定无人机基站三维空间部署位置。考虑到EGO算法主要通过最优化改善期望(expectation improvement, EI)函数来获取新的采样点,提出利用改进的差分进化(differential evolution, DE)算法来优化EI函数,改进DE算法通过引入亲本选择框架、后代种群生成策略自适应选择框架来提高寻优能力及收敛速度。利用3个典型的工程问题对改进EGO算法的性能进行测试,结果表明改进后的EGO算法在寻优能力、寻优速度以及稳定性方面都有明显提升。在此基础上,给出了利用改进EGO算法进行无人机基站三维空间部署的应用示例。 展开更多

关键词 无人机基站 位置部署 高效全局优化算法

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基于多目标粒子群算法的无人机通信三维位置部署及优化研究 被引量：9

2

作者 石东森 田峰 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2022年第4期45-55,共11页

考虑无人机作为临时基站与地面终端用户通信问题,文中研究了节点的三维部署及功率分配的优化问题,以提高系统的能效和用户的覆盖率。首先,考虑了无人机通信节点的三维位置部署和链路传播模型,构建了无人机通信系统模型,并提出了以能效... 考虑无人机作为临时基站与地面终端用户通信问题,文中研究了节点的三维部署及功率分配的优化问题,以提高系统的能效和用户的覆盖率。首先,考虑了无人机通信节点的三维位置部署和链路传播模型,构建了无人机通信系统模型,并提出了以能效和覆盖率为目标的优化问题。然后,采用多目标粒子群算法对该非线性规划问题进行有效求解,得到其最优解。最后,仿真结果表明,该方案不仅能提高无人机网络的能效和覆盖率,而且能实现优化的节点三维位置部署和功率分配。同时,所提出的多目标粒子群算法与随机算法、贪婪算法相比,可减少迭代次数,防止陷入局部最优解。 展开更多

关键词 无人机通信 三维位置部署 功率分配 能效 覆盖率

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基于可穿戴传感器组合部署的猪只行为识别研究

3

作者 何金成 杨万林 +1 位作者 刘涛 庄俊玮 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第4期42-49,共8页

猪只行为监测是实现猪只智能化、精细化养殖的关键技术。采用姿态传感器,设计两种可穿戴设备,分别部署在试验猪的背部和颈部,采集俯卧、侧卧、采食、站立、行走、犬坐和排泄7种日常行为数据。采集的行为数据集有3种,分为单源部署(背部... 猪只行为监测是实现猪只智能化、精细化养殖的关键技术。采用姿态传感器,设计两种可穿戴设备,分别部署在试验猪的背部和颈部,采集俯卧、侧卧、采食、站立、行走、犬坐和排泄7种日常行为数据。采集的行为数据集有3种,分为单源部署(背部或颈部)和组合部署(背部+颈部)。采集的信号进行小波降噪、数据信号的选取、数据分割、时域特征提取、Relief算法特征选择等数据处理,其中Relief算法特征选择结合BP神经网络和随机森林算法确定特征保留数,以处理好的数据进行输入,建立BP神经网络、随机森林、卷积神经网络和极限学习机4种分类模型,比较各模型性能。结果表明,组合部署的总体准确率明显高于单源部署。BP神经网络、随机森林、卷积神经网络和极限学习机在组合部署的分类准确率分别为90.59%、87.14%、91.67%和82.5%。综合各种评价指标,组合部署的分类模型以CNN卷积神经网络最佳。两个姿态传感器组合部署及融合信息可以很好地对猪只行为进行分类,研究结果对猪只日常行为监测和健康评估有重要意义。 展开更多

关键词 猪只行为 部署位置 可穿戴设备 姿态传感器 RELIEF算法 卷积神经网络

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可穿戴设备部署位置对羊只行为识别的影响与分析 被引量：8

4

作者 曹丽桃 程曼 +3 位作者 袁洪波 刘月琴 随海燕 赵晓霞 《中国农机化学报》 北大核心 2022年第12期133-141,共9页

羊只的行为状态能够直接反映其健康状况及所处的生理阶段,为实现自动化的羊只行为识别,以圈养的小尾寒羊为试验对象,构建一个基于加速度传感器的可穿戴式行为监测装置。利用MPU9250为核心的九轴姿态传感器采集羊只静止、行走和进食的行... 羊只的行为状态能够直接反映其健康状况及所处的生理阶段,为实现自动化的羊只行为识别,以圈养的小尾寒羊为试验对象,构建一个基于加速度传感器的可穿戴式行为监测装置。利用MPU9250为核心的九轴姿态传感器采集羊只静止、行走和进食的行为信息,并将传感器分别部署在羊只颈部、背部靠近前腿处、前腿和后腿四个不同的位置。对于采集的数据,利用去噪和降维进行预处理,并分别利用k-means和SVM进行分类识别。k-means均值聚类算法对颈部处的行为识别准确率最高,为79.34%,SVM支持向量机算法对颈部处的行为识别准确率最高,为92.63%。SVM算法用于羊只行为识别的整体准确率高于k-means,且传感器部署在羊只颈部时在不同识别方法下,识别效率均优于其他部位。研究结果对于构建自动化的羊只行为检测系统具有重要的现实意义。 展开更多

关键词 羊只行为 加速度传感器 部署位置 K-MEANS SVM

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面向补给任务的空间站共轨飞行器部署研究 被引量：8

5

作者 王天梦 王华 李海阳 《载人航天》 CSCD 2017年第5期582-588,596,共8页

以降低空间站为共轨飞行器补给燃料时补给机动的轨道面外冲量为目标,提出共轨飞行器位置部署分析方法。以光学舱作为共轨飞行器实例进行研究,在分析光学舱补给任务基础上,设计了补给变轨方案。基于虚拟平面思想提出了光学舱共轨部署的... 以降低空间站为共轨飞行器补给燃料时补给机动的轨道面外冲量为目标,提出共轨飞行器位置部署分析方法。以光学舱作为共轨飞行器实例进行研究,在分析光学舱补给任务基础上,设计了补给变轨方案。基于虚拟平面思想提出了光学舱共轨部署的拟共轨轨道概念,推导了零面外机动条件下光学舱相对空间站升交点部署位置的一般解析计算模型,并在圆轨道假设条件下得到了简化解析计算模型,最终得到光学舱相对空间站的相位与升交点赤经部署模型。仿真结果表明,光学舱部署位置解析计算模型可以满足工程需求,不同相位条件下升交点赤经部署结果与数值解的相对误差小于3%,采用该解析方法进行光学舱位置部署后,补给任务轨道面外机动降低至原冲量的3.5%以下。 展开更多

关键词 空间站 共轨光学舱 异面机动 在轨补给 位置部署

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拖体在拖曳回收过程中的动态响应分析

6

作者 吕洋 王希坤 +1 位作者 陈铮 任杰 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第14期35-40,共6页

针对拖体回收至母船过程中由于船舶激励、水动力扰动、收放装置和脐带缆运动产生的复杂耦合效应,从而影响拖体回收安全的问题,基于OrcaFlex软件建立拖曳回收系统的动力学分析简化模型,对不同状态下拖曳回收系统产生的动态响应进行研究... 针对拖体回收至母船过程中由于船舶激励、水动力扰动、收放装置和脐带缆运动产生的复杂耦合效应,从而影响拖体回收安全的问题,基于OrcaFlex软件建立拖曳回收系统的动力学分析简化模型,对不同状态下拖曳回收系统产生的动态响应进行研究。结果表明,1.25 m波高波浪的作用下,以较低速度回收时,拖体在穿越波浪区的过程中因摆动会造成底部接触水面,脐带缆会出现突然负载和松弛的现象,但在海水阻尼作用下会减小拖体的摆动角度和水平位移。绞车的突然停止会使脐带缆张力发生显著波动,且会出现张力峰值,以较低的绞车速度用于回收有利于降低脐带缆最大张力。斜浪状态下整个拖曳回收系统的响应值最大,除横浪状态下,船舶的升沉运动往往在尾部偏大,此时在船舶侧部回收拖体较为安全。 展开更多

关键词 回收耦合系统 收放装置 部署位置 动态响应

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基于Matlab与STK的卫星信关站部署仿真平台实现 被引量：2

7

作者 柳敏 杨丹丹 王永兵 《兵工自动化》 2021年第8期61-65,共5页

为提高卫星通信网络的运行效率,设计一款基于Matlab与STK的卫星信关站部署仿真平台。构建卫星星座仿真、信关站覆盖范围和可见性判定模型,对低轨卫星星座空间与地面段进行模拟,根据实际需要设置不同的卫星星座和地面站址参数,对地面信... 为提高卫星通信网络的运行效率,设计一款基于Matlab与STK的卫星信关站部署仿真平台。构建卫星星座仿真、信关站覆盖范围和可见性判定模型,对低轨卫星星座空间与地面段进行模拟,根据实际需要设置不同的卫星星座和地面站址参数,对地面信关站与卫星的可见性进行评估。仿真结果表明:该平台可以有效支持地面信关站部署方案的分析,为低轨卫星通信系统地面总体设计提供参考。 展开更多

关键词 低轨卫星 仿真平台 信关站 位置部署

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智能超表面辅助的通感一体化性能优化

8

作者 庄宏成 卢浩宇 +2 位作者 钭奕煊 陈曾平 庞高昆 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS 北大核心 2025年第1期83-92,共10页

为了解决因障碍物等遮挡导致的覆盖空洞和探测精度下降问题,提出了一种基于栅格化的智能超表面辅助的通感一体化优化方法。首先,建模了最小化均方位置误差问题,将弱通感区域和RIS可能部署区域栅格化以降低计算难度,并采用粒子群优化算... 为了解决因障碍物等遮挡导致的覆盖空洞和探测精度下降问题,提出了一种基于栅格化的智能超表面辅助的通感一体化优化方法。首先,建模了最小化均方位置误差问题,将弱通感区域和RIS可能部署区域栅格化以降低计算难度,并采用粒子群优化算法和交替优化算法联合优化智能超表面期望反射角角度和部署位置。最后,引入探测需求因子,建模通感性能联合优化问题,并分析了探测需求因子对系统通感性能的影响。仿真结果显示:(1)相较于仅优化期望反射角,联合优化智能超表面的期望反射角和部署位置的方案,在平均信噪比仅有略微下降的情况下,可显著降低平均均方位置误差,平均均方位置误差降低10倍左右;(2)不同尺寸大小的智能超表面会对其最佳部署位置有影响;(3)联合优化智能超表面的期望反射角和部署位置提高了探测精度,最大化了通感整体性能。 展开更多

关键词 智能超表面 通感一体化 6G 期望反射角 部署位置

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基于多密度流聚类的UAV-NOMA用户分簇与功率分配算法 被引量：3

9

作者 杨青青 韩卓廷 +1 位作者 彭艺 吴桐 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期86-97,共12页

针对无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)辅助非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)下行通信系统,提出了最大化和速率的用户动态分簇与功率分配方案.考虑用户服务质量与UAV位置约束,建立了和速率最大化的优化问题.由于目... 针对无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)辅助非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)下行通信系统,提出了最大化和速率的用户动态分簇与功率分配方案.考虑用户服务质量与UAV位置约束,建立了和速率最大化的优化问题.由于目标函数的非凸性,将原问题解耦为三个子问题,分别优化UAV位置部署与用户连接、用户动态分簇、功率分配以提高系统性能.首先,基于K-means算法设计了UAV位置部署与用户连接方案,以减小路损为目的确定UAV最佳部署位置,同时选择其服务的最优用户群;其次,改进多密度流聚类(Multi-Density Stream Clustering, MDSC)算法,提出了单UAV下用户静态与动态分簇方案,静态分簇方案可自适应平衡簇数与簇用户数,并获得较大的簇内用户信道增益差异,动态分簇方案则针对用户移动属性,制定了即时更新策略;最后,使用分式规划(Fractional Programming,FP)二次变换的方法,引入辅助变量将原非凸问题变换为凸问题,交替优化辅助变量与功率分配因子,获得原非凸问题的次优解.仿真结果表明,与其他算法相比,本文分簇方案能获得更大的簇内信道差异与更小的簇内用户数标准差,同时用户系统性能也获得了显著提升. 展开更多

关键词 无人机 非正交多址 位置部署 动态分簇 功率分配

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面向空间目标交汇的多拦截器最优部署算法

10

作者 宋晓程 黄书彦 +2 位作者 陈鹏飞 薛文超 李陟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1765-1773,共9页

对空间目标的交汇拦截是现代空天防御体系部署的关键环节,而其核心优化控制问题为实现交汇次数的最大化.本文针对一类多个拦截器与空间目标交汇的最优问题,提出了同时优化拦截器初始部署位置和机动过程中加速度的最优控制策略.首先,建... 对空间目标的交汇拦截是现代空天防御体系部署的关键环节,而其核心优化控制问题为实现交汇次数的最大化.本文针对一类多个拦截器与空间目标交汇的最优问题,提出了同时优化拦截器初始部署位置和机动过程中加速度的最优控制策略.首先,建立了同时考虑了部署地域和动力学约束的交汇次数最大化的最优控制模型.进一步,给出了拦截器与目标可交汇的必要条件以及最优加速度输入设计,进而使得将最优控制问题转为拦截器部署位置的优化问题.最后,严格给出了各个拦截器最优部署位置的具体计算过程. 展开更多

关键词 最优控制 目标交汇 最优位置部署

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基于能源总线的区域能源复杂互联网络建模分析 被引量：4

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作者 程杰 李正民 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2021年第6期684-687,共4页

针对当前区域能源复杂互联网络建模方法存在总线传输能力差、计算复杂度较高的问题,提出基于能源总线的区域能源复杂互联网络建模分析方法.构建区域能源复杂互联网络的能源输出节点解析分布模型,建立协议状态转移模型优化网络能源输出... 针对当前区域能源复杂互联网络建模方法存在总线传输能力差、计算复杂度较高的问题,提出基于能源总线的区域能源复杂互联网络建模分析方法.构建区域能源复杂互联网络的能源输出节点解析分布模型,建立协议状态转移模型优化网络能源输出节点的定位部署,并提取能源总线输出信息关联特征量,采用混合蒙特卡罗算法均衡区域能源复杂互联网络的输出能源配置,结合传感器探测协议实现节点的轮换调度.仿真结果表明,采用该方法的总线传输能力较好,计算复杂度较低. 展开更多

关键词 能源总线 区域能源 复杂互联网络 能源输出节点 节点位置部署 协议状态转移模型 混合蒙特卡罗算法 传感器探测协议

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基于无人机集群智能自组网的典型协同应用 被引量：3

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作者 危维 付澍 屈毓锛 《无线电通信技术》 2022年第6期973-981,共9页

在迈向万物互联的6G时代过程中,网络服务范围逐渐扩大,网络业务量急剧增加,传统地面基站面临着无法实现偏远地区的网络全覆盖,难以支持局部地区突发的热点流量需求等挑战。在此情况下,无人机搭载存储、计算与通信等资源通过集群,利用合... 在迈向万物互联的6G时代过程中,网络服务范围逐渐扩大,网络业务量急剧增加,传统地面基站面临着无法实现偏远地区的网络全覆盖,难以支持局部地区突发的热点流量需求等挑战。在此情况下,无人机搭载存储、计算与通信等资源通过集群,利用合适的智能算法组建成高动态、可扩展、智能化的无人机集群网络作为地面基站的补充,协同完成网络服务任务。针对无人机集群为突发热点流量区域用户服务的场景,考虑无人机集群服务过程中无人机集群用户调度及路径规划、多无人机三维悬停位置部署及无人机网络智能管控架构三方面的协同应用,对各应用进行建模分析并介绍相应的智能优化算法以提高系统能量效率,所提的三方面应用以及智能优化算法为在实际场景中实现高能效的无人机集群智能自组网协同应用提供了有效参考。 展开更多

关键词 无人机集群 路径规划 三维悬停位置部署 自组网 智能算法

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