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    重庆时时彩五星值: 一种基于CPLEX的多传感器分配方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201611183455.7

    申请日:

    2016.12.20

    公开号:

    CN106772358A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01S 13/72申请日:20161220|||公开
    IPC分类号: G01S13/72; G01S7/02 主分类号: G01S13/72
    申请人: 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所
    发明人: 王永坤; 郑世友; 张存
    地址: 214063 江苏省无锡市梁溪路108号
    优先权:
    专利代理机构: 北京航信高科知识产权代理事务所(普通合伙) 11526 代理人: 高原
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611183455.7

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供了一种基于CPLEX的多传感器分配方法,首先对多传感器分配问题进行建模,同时考虑不同目标的威胁度与传感器的最大跟踪能力约束,得到分配问题的目标函数,采用序贯卡尔曼滤波算法对目标状态进行估计,得到状态估计误差协方差矩阵,通过CPLEX对多传感器分配问题采用分枝切割算法进行计算,求得全局最优解,最后得到多传感器的最优分配结果;本发明针对多传感器??多目标分配的问题,采用基于分枝切割策略的CPLEX优化工具,可以快速求解获得传感器网络对多目标的整体最优跟踪效能,该方法在优化过程中考虑了传感器的各种约束,并且随着传感器和目标数目的增多,算法计算量并不会迅速增长。

    权利要求书

    1.一种基于CPLEX的多传感器分配方法,其特征在于,包括以下步骤:
    步骤一,建立伪传感器集合D,其中S为传感器个数,伪传感器个
    数为2S-1个,建立优化目标函数,该函数及约束条件如公式(1)所示:
    <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>p</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mi>arg</mi> <mi>min</mi> <mo>{</mo> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <munder> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>&Element;</mo> <mi>D</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <msub> <mi>e</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>&CenterDot;</mo> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mi>j</mi> <mi>d</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&CenterDot;</mo> <msub> <mi>u</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>}</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>s</mi> <mo>.</mo> <mi>t</mi> <mo>.</mo> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&lt;</mo> <munder> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>&Element;</mo> <mi>D</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <msub> <mi>u</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>&le;</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mo>,</mo> <mn>...</mn> <mo>,</mo> <mi>N</mi> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow></mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <munder> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>&Element;</mo> <mi>J</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </munder> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>u</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>&le;</mo> <mi>&tau;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mo>,</mo> <mn>...</mn> <mo>,</mo> <mi>S</mi> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
    公式(1)中,Topt是所有值累加和,i是伪传感器编号,N是目标个数,j是目标编号,ej是目
    标权重,f()为矩阵度量函数,Pi,j(k)是k时刻伪传感器i对目标j的状态估计误差协方差矩
    阵,是目标j的期望的误差协方差矩阵,ui,j是伪传感器i对目标j的分配系数,当ui,j=1时
    表示伪传感器i分配给目标j,当ui,j=0时表示伪传感器i未分配给目标j;
    公式(1)的约束条件中,D(j)表示可照射到第j个目标的伪传感器集合,J(n)表示与真
    实传感器n有关的所有伪传感器集合,τ(n)表示第n个真实传感器所能跟踪的最大目标个
    数;
    步骤二,采用序贯卡尔曼滤波算法对目标状态进行估计,计算k时刻伪传感器i对目标j
    的状态估计误差协方差矩阵Pi,j(k);
    通过CPLEX对多传感器分配问题采用分枝切割算法进行求解,所述分枝切割算法包括
    依次执行的定界操作、分枝操作和分枝-切割主控操作;
    所述定界操作包括如下步骤三及步骤四:
    步骤三,设多目标子问题Sp,取不等式集合I,使Sp={xs},其中s∈满足公式(1)中约束
    条件的可行解,且αxs≤β,V(α,β)∈I,其中V()是弧函数,x为线性规划解,α是约束条件中状
    态求和矩阵,β是约束边界矩阵,然后在I中随机取不等式集合E;
    步骤四,计算min(cx),其中c是状态转换矩阵,判断线性规划min(cx)在约束不等式集
    合E下是否有可行解,没有则重新执行步骤三,有则判断线性规划解x是否满足cx<g,其中g
    是不等式集合I的上界,不满足则返回步骤三并重新取不等式集合I,满足则判断x对应的可
    行解s'是否属于Sp,属于则将s'作为最优解直接进行分枝操作,此时g是全局最优值的上
    界,不属于则对x进行分离算法或启发算法得到有效不等式集合E',判断E'是否等于0,是则
    cx是最优解值的下界,将s'作为最优解直接进行分枝操作,否则将原集合E更新为E∪E',返
    回更新后的集合E并重新执行步骤四;
    所述分枝操作包括如下步骤五:
    步骤五,确定不等式集合I1,…,Ip,其中p为该不等式集合中子集的编号,使

    且其中Y是集合符号,设Spi={x∈Sp:αx≤β,V(α,β)∈Ii∪I},其中I是用
    于描述Sp的不等式集合,然后执行分枝-切割主控操作;
    所述分枝-切割主控操作包括如下步骤六:
    步骤六,设全局最优值的上界g=cs',通过构造对约束条件有效的不等式集合获得第
    一个子问题Sp1,判断Sp1是否为空,是则输出s'为全局最优解,否则在P中选择子问题Sp并将
    其从P中去掉,对更新后的Sp重新进行定界操作。
    2.根据权利要求1所述的基于CPLEX的多传感器分配方法,其特征在于,矩阵度量函数f
    ()采用谱范数形式,如公式(2)所示:
    <mrow> <mi>f</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mi>j</mi> <mi>d</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mi>j</mi> <mi>d</mi> </msubsup> <mo>|</mo> <msub> <mo>|</mo> <mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>.</mo> </mrow>

    关 键 词:
    一种 基于 CPLEX 传感器 分配 方法
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