基于改进T分布烟花-粒子群算法的AUV全局路径规划

1

作者 刘志华 张冉 +2 位作者 郝梦男 安凯晨 陈嘉兴 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3123-3134,共12页

针对传统粒子群算法在处理自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)全局路径规划时面临的寻优时间长、能耗高的问题,本文提出一种改进的T分布烟花-粒子群算法(T-distribution Fireworks-Particle Swarm Optimization Algorit... 针对传统粒子群算法在处理自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)全局路径规划时面临的寻优时间长、能耗高的问题,本文提出一种改进的T分布烟花-粒子群算法(T-distribution Fireworks-Particle Swarm Optimization Algorithm,TFWA-PSO),该算法融合了烟花算法的高效全局搜索能力和粒子群算法的快速局部寻优特性.在变异阶段,提出自适应T分布变异来扩大搜索范围,并在理论上证明了该变异方式能够使个体在局部最优解附近增强搜索能力.在选择阶段提出了适应度选择策略,淘汰适应度差的个体,解决了传统烟花算法易丢失优秀个体的问题,并对改进的T分布烟花算法与传统烟花算法的收敛速度进行对比.将改进算法的爆炸操作、变异操作和选择策略融合到粒子群算法中,对粒子群算法的速度更新公式进行了改进,同时从理论上对所改进的算法进行了收敛性证明.仿真实验结果表明,TFWA-PSO能够有效规划出一条最短路径,同时与给定的智能优化算法相比,TFWA-PSO在寻找最优路径的时间上平均降低了24.72%,能耗平均降低了17.33%,路径长度平均降低了16.96%. 展开更多

关键词 自主水下机器人 全局路径规划 烟花算法 粒子群算法 自适应T分布变异 收敛性证明

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烟花算法研究进展 被引量：117

2

作者 谭营 郑少秋 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期515-528,共14页

烟花算法由于具有很强的优化问题求解的能力,近年来逐渐受到研究者的广泛关注。对现有烟花算法的研究工作进行了全面总结,主要包括烟花算法提出的背景、烟花算法的基本原理、单目标烟花算法的改进、混合算法、多目标烟花算法、基于GPU... 烟花算法由于具有很强的优化问题求解的能力,近年来逐渐受到研究者的广泛关注。对现有烟花算法的研究工作进行了全面总结,主要包括烟花算法提出的背景、烟花算法的基本原理、单目标烟花算法的改进、混合算法、多目标烟花算法、基于GPU的并行烟花算法以及烟花算法在实际问题中的应用研究等。对于单目标烟花算法及改进算法、混合算法,文中给出了各种改进烟花算法的机制分析和对比研究,最后,给出了烟花算法的未来研究方向,包括爆炸算子搜索机制的深入分析、烟花交互机制研究、多目标烟花算法研究、并行烟花算法研究、扩展烟花算法求解的问题类型以及应用拓展。 展开更多

关键词 群体智能 烟花算法 爆炸半径 自适应爆炸半径 动态搜索机制 多目标烟花算法 并行实现

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基于自适应烟花算法和k近邻算法的特征选择算法 被引量：6

3

作者 黄欣 莫海淼 赵志刚 《计算机应用与软件》 北大核心 2020年第5期268-274,共7页

特征选择是从原始特征集中选取若干个特征子集,并降低数据维度和减少冗余信息,从而达到提高分类准确度的效果。为了达到此效果,将自适应烟花算法进行离散化处理,使用k近邻算法作为分类器,并提出新的特征选择算法。将特征子集引入目标函... 特征选择是从原始特征集中选取若干个特征子集,并降低数据维度和减少冗余信息,从而达到提高分类准确度的效果。为了达到此效果,将自适应烟花算法进行离散化处理,使用k近邻算法作为分类器,并提出新的特征选择算法。将特征子集引入目标函数,并使用惩罚因子来处理约束条件,采用十折交叉验证法来检验分类效果。使用机器学习常用的UCI数据集进行仿真实验,结果表明:与增强烟花算法、烟花算法、蝙蝠算法、粒子群算法和自适应粒子群算法相比,该算法的性能更优。 展开更多

关键词 自适应烟花算法 特征选择 分类 K近邻算法 十折交叉验证

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基于烟花爆炸优化算法的测试数据生成方法 被引量：5

4

作者 丁蕊 董红斌 +1 位作者 冯宪彬 赵佳华 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第10期2816-2821,共6页

针对面向路径覆盖的测试数据生成问题,提出基于烟花爆炸优化算法的测试数据生成方法。首先使用关键点路径表示法表示路径,由理论路径、易覆盖路径和不可行路径得出难覆盖路径,并记录难覆盖路径邻近的易覆盖路径及其测试数据。这些测试... 针对面向路径覆盖的测试数据生成问题,提出基于烟花爆炸优化算法的测试数据生成方法。首先使用关键点路径表示法表示路径,由理论路径、易覆盖路径和不可行路径得出难覆盖路径,并记录难覆盖路径邻近的易覆盖路径及其测试数据。这些测试数据将作为部分初始烟花以利用其提供的启发信息,其余初始烟花则随机生成。接着根据个体的适应度值设计自适应策略的爆炸半径以提高收敛速度,对爆炸产生的越界火花则使用边界值测试的思想进行修正。与加了启发信息的自适应爆炸半径的烟花算法(NFEO算法)、烟花爆炸优化(FEO)算法、F-method、NFmethod等七种基于优化的测试数据生成算法进行了仿真对比实验,实验结果表明:所提算法在测试数据生成时间和迭代次数上都最优。 展开更多

关键词 烟花爆炸优化算法 覆盖测试 难覆盖路径 测试数据生成 自适应参数

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带有自适应合并策略和导向算子的增强型烟花算法 被引量：6

5

作者 李克文 马祥博 候文艳 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第1期81-86,共6页

针对传统烟花算法(FWA)在寻优过程中爆炸半径限制搜索范围、粒子间缺少有效交互的缺点,提出带有自适应合并策略和导向算子的增强型烟花算法(EFWA-GM)。首先根据烟花粒子间的位置关系,对寻优空间中重叠的爆炸范围进行自适应合并;其次通... 针对传统烟花算法(FWA)在寻优过程中爆炸半径限制搜索范围、粒子间缺少有效交互的缺点,提出带有自适应合并策略和导向算子的增强型烟花算法(EFWA-GM)。首先根据烟花粒子间的位置关系,对寻优空间中重叠的爆炸范围进行自适应合并;其次通过对火花粒子进行分层来充分利用优质粒子的位置信息,从而设计导向算子引导次优粒子进化,以提高算法的寻优精度和收敛速度。在12个标准测试函数上的实验结果表明,所提出的EFWAGM相较于标准粒子群(SPSO)算法、增强型烟花算法(EFWA)、自适应烟花算法(AFWA)、动态烟花算法(dynFWA)、有导烟花算法(GFWA)在寻优精度和收敛速度方面具有更好的优化性能,并在9个测试函数上取得最优的求解精度。 展开更多

关键词 群智能算法 烟花算法 导向算子 自适应合并策略 自适应烟花算法

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一种带反向学习机制的自适应烟花爆炸算法 被引量：4

6

作者 王立平 谢承旺 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2016年第S2期103-107,共5页

针对烟花爆炸算法全局优化能力不足、容易早熟收敛的缺陷,将反向学习机制引入其中,通过产生反向种群拓展算法的勘探范围;另外,基于种群内个体适应值的差异,提出一种自适应调整烟花弹爆炸半径的计算方法。以上策略有机结合形成了一种带... 针对烟花爆炸算法全局优化能力不足、容易早熟收敛的缺陷,将反向学习机制引入其中,通过产生反向种群拓展算法的勘探范围;另外,基于种群内个体适应值的差异,提出一种自适应调整烟花弹爆炸半径的计算方法。以上策略有机结合形成了一种带反向学习机制的自适应烟花爆炸算法。将新算法与另4种代表性群智能优化算法一同在12个经典测试函数上进行对比实验,结果表明新算法具有显著的性能优势。 展开更多

关键词 反向学习 自适应爆炸半径 烟花爆炸算法

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自适应爆炸半径的改进烟花算法 被引量：1

7

作者 赵志刚 李智梅 +2 位作者 莫海淼 曾敏 温泰 《计算机工程与设计》 北大核心 2020年第5期1260-1267,共8页

为充分利用被丢弃的爆炸火花个体的信息,对烟花算法进行优化,提出具有自适应爆炸半径特性的改进烟花算法。利用全局最优烟花个体gBest以及每个烟花所产生的最优爆炸火花个体的集合sparkpBest来构造新的爆炸半径,使其能够自适应地调整步... 为充分利用被丢弃的爆炸火花个体的信息,对烟花算法进行优化,提出具有自适应爆炸半径特性的改进烟花算法。利用全局最优烟花个体gBest以及每个烟花所产生的最优爆炸火花个体的集合sparkpBest来构造新的爆炸半径,使其能够自适应地调整步长;在寻优过程中,对gBest进行高斯扰动来增加种群的多样性,避免烟花种群过快陷入局部最优。与其它群智能算法(粒子群算法PSO、带有高斯扰动的粒子群算法GPSO、蝙蝠算法BA、烟花算法FWA、自适应烟花算法AFWA以及增强烟花算法EFWA)对比,通过仿真可知,提出的改进烟花算法总体性能优于其它6种对比算法。 展开更多

关键词 烟花算法 函数优化 信息利用 自适应步长 爆炸火花

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自适应烟花算法在重型装备装载中的应用 被引量：9

8

作者 陈璇 樊永生 +1 位作者 余红英 杨臻 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第25期296-300,共5页

为了解决大型运输机装载重型装备装载方案的制定优化的问题,构建了考虑运输机重量、运输机的载重量、运输机的重心、机舱容积、系留等现实约束的装载方案数学模型,采用了一种对爆炸半径可以进行自适应处理的烟花算法(fireworks algorit... 为了解决大型运输机装载重型装备装载方案的制定优化的问题,构建了考虑运输机重量、运输机的载重量、运输机的重心、机舱容积、系留等现实约束的装载方案数学模型,采用了一种对爆炸半径可以进行自适应处理的烟花算法(fireworks algorithm)对重型装备装载方法进行优化。为了让军用重型装备的装载过程直观明了,以Unity3D游戏引擎设计了一个军事空运重装装载方案制定的视景仿真系统。最后,将自适应的烟花算法和视景仿真系统运用到一个重装装载案例中,得出的结果分析表明:该烟花算法为大型运输机装载重型装备的装载方案制定,选择提供了一个新的科学的决策方法、理论基础和实践方法;同时利用Unity3D游戏引擎设计的重装装载的视景仿真系统使军事空运装载问题由数据证实到过程可视化,清楚合理的再现最优重装装载方案的选择过程,使军事空运装载问题由理论上升到实践。 展开更多

关键词 重装装载 自适应烟花算法 装载优化 UNITY3D 视景仿真

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基于Lévy flight的自适应动态增强烟花算法 被引量：3

9

作者 段娇娇 曲强 +1 位作者 高闯 陈雪波 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第10期3011-3015,共5页

为综合解决传统烟花算法爆炸半径可能为零导致资源浪费以及增强烟花算法引入的最小爆炸半径检测机制导致局部搜索能力较弱的问题,针对增强烟花算法提出了两种改进策略:引入自适应动态半径调整策略改进爆炸半径,根据不同阶段的启发式信息... 为综合解决传统烟花算法爆炸半径可能为零导致资源浪费以及增强烟花算法引入的最小爆炸半径检测机制导致局部搜索能力较弱的问题,针对增强烟花算法提出了两种改进策略:引入自适应动态半径调整策略改进爆炸半径,根据不同阶段的启发式信息,即当前最优烟花距离其他烟花位置的信息,动态调整爆炸半径的大小来平衡全局和局部搜索能力,该策略可以使算法后期爆炸半径缩小到较小值进行细致的局部搜索;引入具有较强随机性的莱维飞行策略改进爆炸产生火花位置的方式,增强局部搜索的多样性。采用12个标准测试函数及其偏移函数进行实验,相比增强烟花算法,改进后的算法提高了标准函数及其偏移函数的寻优精度,在高维复杂的优化问题上具有较好的收敛能力。 展开更多

关键词 增强烟花算法 烟花算法 自适应动态爆炸半径 莱维飞行

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基于自适应负荷调整网络矩阵的配电网重构 被引量：19

10

作者 肖轩怡 汪沨 +2 位作者 陈春 罗琳 刘峪涵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期2217-2226,共10页

避免重构中生成不可行解是解决配电网快速重构问题的关键。现有方法往往只考虑拓扑结构而未考虑节点负荷的波动,没有规避重构中生成大量劣解,即满足拓扑约束但适应度值很高的解,重构计算耗时依然较长且存在搜索不到最优解或次优解的可... 避免重构中生成不可行解是解决配电网快速重构问题的关键。现有方法往往只考虑拓扑结构而未考虑节点负荷的波动,没有规避重构中生成大量劣解,即满足拓扑约束但适应度值很高的解,重构计算耗时依然较长且存在搜索不到最优解或次优解的可能。针对上述缺陷,提出一种基于自适应负荷调整网络矩阵的配电网重构方法。在基本环矩阵的基础上,根据各节点实时负荷的大小,通过计算功率矩并进行支路组校验生成自适应负荷调整网络矩阵,排除了大量劣解,缩小了可行解范围,提升了可行解空间的质量,不仅加快了重构速度,而且更容易搜索到最优解。针对重构模型对烟花算法的爆炸算子、变异算子、选择策略进行改进,使之能快速收敛,并采用改进烟花算法进行求解。通过对33节点系统和119节点系统分别进行降损重构和故障后重构的算例仿真,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 配电网 网络重构 自适应负荷调整网络矩阵 改进烟花算法

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具有导向功能的改进烟花算法 被引量：1

11

作者 陶小华 陈基漓 谢晓兰 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第12期3479-3486,共8页

为消除烟花算法(firework algorithm,FWA)中爆炸半径对搜索范围的限制,增强各类搜索算子的导向性,提出具有导向功能的改进烟花算法(improved fwa with directional function,IdFWA)。充分利用当代最优个体的位置信息以及历代的全局最优... 为消除烟花算法(firework algorithm,FWA)中爆炸半径对搜索范围的限制,增强各类搜索算子的导向性,提出具有导向功能的改进烟花算法(improved fwa with directional function,IdFWA)。充分利用当代最优个体的位置信息以及历代的全局最优解,设计两种具有导向功能的搜索算子。使用12个标准测试函数对增强型烟花算法EnFWA、自适应烟花算法AFWA、有导烟花算法GFWA和IdFWA进行对比测试,实验结果表明,改进后的烟花算法无论在单峰函数还是多峰函数上的收敛速度和求解精度皆优于其它3个算法。 展开更多

关键词 增强型烟花算法 导向功能 自适应变异率 西格玛函数 自适应烟花算法 有导烟花算法

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三维空间的自适应气体源定位方法 被引量：2

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作者 崔益豪 王巍 +2 位作者 王彤 朱天宇 田立勤 《计算机工程与设计》 北大核心 2020年第11期3241-3248,共8页

现有气体源定位方法大多在在二维平面上开展研究,与气体扩散的三维特性不符,且无法兼具烟羽发现、烟羽跟踪以及气体源确认功能,为此提出一种三维空间的自适应气体源定位方法。利用改进烟花算法协调多无人机进行气体源定位,烟花爆炸产生... 现有气体源定位方法大多在在二维平面上开展研究,与气体扩散的三维特性不符,且无法兼具烟羽发现、烟羽跟踪以及气体源确认功能,为此提出一种三维空间的自适应气体源定位方法。利用改进烟花算法协调多无人机进行气体源定位,烟花爆炸产生火花的过程即对目标空间的搜索过程,改进烟花算法特殊的爆炸机制和选择策略使该方法可以自适应地进行烟羽发现、烟羽跟踪以及气体源确认,完成气体源的定位任务。采用高斯烟羽模型进行仿真验证,实验结果表明了所提方法能够在三维空间环境下快速准确地定位到气体源。 展开更多

关键词 气体源定位 无人机 三维 自适应 烟花算法

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基于IFWA-BP神经网络的线风速数据融合研究 被引量：8

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作者 吴新忠 陈昌 +1 位作者 耿柯 魏连江 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期16-23,共8页

针对时差法测量线风速受环境因素影响,导致测量结果不准确的问题,提出一种基于自适应烟花-BP神经网络(IFWA-BP)的数据融合方法。将线风速信息和环境信息进行数据融合,通过多源信息互补减小线风速测量的不准确性。自适应烟花算法是在烟... 针对时差法测量线风速受环境因素影响,导致测量结果不准确的问题,提出一种基于自适应烟花-BP神经网络(IFWA-BP)的数据融合方法。将线风速信息和环境信息进行数据融合,通过多源信息互补减小线风速测量的不准确性。自适应烟花算法是在烟花算法中引入自适应惯性权重,并对爆炸算子进行改进,增强了烟花算法的全局搜索能力,从而优化BP神经网络中的权值和阈值的寻优过程。为了比较IFWA-BP融合模型的融合效果,进行了多算法融合模型对比实验,实验结果表明IFWA-BP融合模型减小了线风速测量的误差,使线风速测量系统的精度达到了98.48%。 展开更多

关键词 多传感器数据融合 线风速 BP神经网络 自适应烟花算法

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基于FFWA的自适应Canny飞机蒙皮红外图像边缘检测 被引量：9

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作者 王坤 刘沛伦 王力 《红外技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期443-454,共12页

针对传统自适应Canny算法阈值选取精度低、速度慢的不足,提出基于快速烟花算法(Fast Fireworks Algorithm,FFWA)的自适应Canny边缘检测算法,该算法采用最大类间方差法结合快速烟花算法对检测和连接边缘的高低阈值进行自动设定。快速烟... 针对传统自适应Canny算法阈值选取精度低、速度慢的不足,提出基于快速烟花算法(Fast Fireworks Algorithm,FFWA)的自适应Canny边缘检测算法,该算法采用最大类间方差法结合快速烟花算法对检测和连接边缘的高低阈值进行自动设定。快速烟花算法对传统烟花算法的爆炸半径,爆炸火花产生方式与选择策略进行改进。实验结果表明,快速烟花算法比传统烟花算法的计算时间节省了36%,在稳定性方面也有了可观的提升,基于快速烟花算法的自适应Canny边缘检测算法在精度保持不变的情况下,计算速度比改进前加快了49%,使飞机蒙皮损伤热像图的边缘检测效果更加理想。 展开更多

关键词 边缘检测 烟花算法 CANNY算法 最大类间方差法 自适应

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基于改进烟花算法的矿用配电网重构 被引量：4

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作者 徐嘉斌 张鑫 +1 位作者 张玉振 张晶 《工矿自动化》 北大核心 2018年第9期32-36,共5页

针对启发式方法和智能优化方法在求解配电网重构问题时存在难以获得全局最优解、效率较低的问题,以及矿用配电网重构快速性、稳定性的要求,提出了一种改进烟花算法用于求解矿用配电网重构。以配电网的网络损耗最小为目标函数,通过引入... 针对启发式方法和智能优化方法在求解配电网重构问题时存在难以获得全局最优解、效率较低的问题,以及矿用配电网重构快速性、稳定性的要求,提出了一种改进烟花算法用于求解矿用配电网重构。以配电网的网络损耗最小为目标函数,通过引入自适应系数对爆炸算子和终止策略进行改进,以减少迭代次数,提高算法的搜索效率;同时结合最优烟花微调策略,避免最优烟花爆炸产生大量相同火花,有效提高火花的多样性。实验结果表明,改进烟花算法具有较高的稳定性和可重复性、较快的搜索速度及良好的全局搜索能力,利用该算法对配电网重构问题进行求解后,网络损耗明显降低。 展开更多

关键词 矿用配电网 配电网重构 烟花算法 自适应系数 爆炸算子

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