基于硬件加速的无人机群智能调度算法研究

来源 :西南科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuji712
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着无人机作业自主性、多任务等方面要求的提高,无人机从单机作业发展到集群作业。然而集群式无人机因其工作环境复杂、负载不均衡、群体协同不充分等问题,导致集群任务执行效率低,难以应对任务环境动态变化的应用领域,对无人机群任务调度技术提出了更高的要求。无人机群任务调度技术作为解决该问题的有效途径,备受研究者关注。无人机群任务调度本质是一个复杂的多约束多组合优化问题。基于群体的元启发式集群智能算法,因其良好的全局寻优能力和鲁棒性,为无人机群任务调度提供了解决途径。本文在分析无人机群任务调度国内外现状的基础上,围绕集群式无人机任务调度策略优化和调度算法硬件加速方法开展工作。主要研究内容包括:(1)无人机群任务调度数学模型及调度决策收益评价函数构建。本文对无人机飞行速度、最大飞行距离、携带的武器以及敌方目标攻击范围、与无人机之间的距离、敌方目标价值等信息进行综合分析,均衡无人机与敌方目标的性能负载,对无人机群任务分类及其约束条件进行分解,构建无人机群任务调度的数学模型以及调度决策收益评价函数。经测试,该调度模型与调度决策收益评价函数能够正确反映无人机群执行调度任务的收益优劣。(2)基于狼群算法的无人机群任务调度方法设计。本文引入基准函数对粒子群算法、遗传算法、人工鱼群算法、狼群算法等常用无人机群智能调度优化算法进行系统的性能分析对比,确定采用狼群算法求解本文所构建的无人机群任务调度决策优化问题。运用狼群算法对任务调度决策优化问题进行求解,提高无人机群任务执行效率,测试结果证明该方法能够正确实现最优任务调度决策优化功能且稳定性较高。(3)任务调度算法硬件加速方法设计。本文为提升调度算法的实时性,提出基于狼群算法的任务调度算法的硬件加速方法。使用FPGA对其进行硬件实现并测试,结果显示,使用相同测试数据,经过硬件加速设计后的调度算法在100Mhz系统时钟下计算时间平均约为850ms,软件计算时间平均约15s,测试结果证明本文提出的硬件加速实现方法的计算速度相比软件实现提升约18倍。
其他文献
空间引力波探测任务作为地面引力波探测的补充和扩展,需要在宇宙空间中搭建正三角形的卫星编队来通过激光干涉的方式探测引力波信号,而由于引力波信号的微弱性,空间引力波探测任务要求星间激光测距精度要达到1pm/Hz1/2量级,测试质量块TM沿敏感轴方向的残余加速度要小于10-15m/s~2/Hz1/2量级,卫星位移控制精度要达到1nm/Hz1/2量级。为了满足引力波探测如此之高的卫星平台指标要求,目前只能
学位
<正>龙游县实验幼儿园创办于1952年,是浙江省首批一级示范园,衢州市首批名校,浙西首个幼儿教师硏训基地,在当地发挥着示范窗口的作用。幼儿园坚持"顺应天性,启迪灵性,尊重个性"的办园理念,强调在教育过程中顺应自然,遵循幼儿天性,激发幼儿灵性,张扬幼儿个性,立足于每一位孩子的发展,成就真、善、美的健康人生。
期刊
为解决怀化铁路枢纽“两线一站”项目建设造成的运能紧张问题,分析怀化铁路枢纽内部各线路以及站所布局,计算关键站、线的运输通过能力和利用率,深入探讨怀化西编组站、怀化站及部分咽喉制约枢纽运输通过能力的主要原因,在此基础上,从设备升级、车流调整、径路优化等3个维度,提出优化怀化铁路枢纽运输组织的2个方案,即:渝怀、沪昆铁路7对普速旅客列车全部由怀化站调整到怀化南站营业;调整渝怀、沪昆铁路5对普速旅客列车
期刊
随着物联网和区块链技术的迅速发展,线上决策变成了当下的一种趋势,决策的安全问题受到广泛学者的关注。区块链共识算法作为共识算法中的代表性之一,对安全可靠的共识具有重要的意义和贡献。然而,传统的区块链共识算法缺点也十分明显:高资源消耗、低吞吐量、低安全性、低效率和权益过于集中等。随着博弈论在各个领域被广泛利用,将博弈论思想与共识算法结合为解决共识过程存在的问题提供了新思路。论文以区块链和博弈论为基础理
学位
在众包模式下,人们通过众包平台将任务外包给非特定的工作者们,对于需要工作者们到达任务地点完成任务的工作模式,被称之为空间众包。空间众包中,平台要求用户报告地理位置,从而依据距离等因素执行任务分配,这极大地提高了工作效率。然而,用户地理位置信息直接暴露给平台,可能会导致隐私泄露问题。针对空间众包中的隐私泄露问题,本文提出了两种满足差分隐私的空间众包位置隐私保护方案。两种方案从不同的空间众包系统模型应
学位
近年来,我国在基础设施建设方面的投资日益增加,新建公路里程持续增长。随着新建公路的投入使用,需要巡查和维修的公路里程急剧增多。目前的路况检测设备不便携带、价格昂贵并且操作门槛高等问题都增加了路政部门工作人员的工作难度。道路巡查、养护不及时导致不良路况增加,会给司乘人员的生命财产安全构成一定的威胁。因此,如何提高路政部门的工作效率并降低路况检测设备成本成为公路养护部门的一个重要课题。本文主要利用司机
学位
瓦斯发电站在瓦斯气体的回收应用过程中,由于瓦斯气体的特殊性,易造成站内爆炸等事故。因此,为了保证瓦斯发电站安全高效地运转,实现对瓦斯发电站内设备的状态识别以及仪表的读数检测具有十分重要的意义。本文提出了一种基于单目立体视觉的设备状态检测方法来实现对瓦斯发电站内设备的监测。首先通过目标检测网络实现对设备种类的识别;随后,对识别的不同种类的设备进行不同的操作,对识别到的发电机设备,以着火、冒烟两种状态
学位
由于针刺C/C复合材料薄壁件锥形体特殊的纤维铺设工艺,针刺过程中锥形体不同位置处的纤维铺设角度和纤维密度会随圆锥截面半径变化,使得锥形件各处的纤维铺层结构发生改变,导致锥形件整个区域的材料属性不均匀。本文基于ABAQUS软件二次开发,通过Python脚本程序计算锥形件不同区域的相关材料参数,完成对模型材料属性和方向的赋予。另外通过Qt软件建立可视化界面,实现对锥形件的参数化建模。通过改变长程连续纤
期刊
理性密码学作为一种新的研究领域,为传统密码学开辟了一种新的研究思路。理性密码学与传统密码学最大的不同之处在于理性密码学中的参与者是以自身效用最大化进行策略选择。因此结合博弈论思想,引入理性参与者构造理性密码协议具有更广泛的现实意义。本文结合博弈论、信息论和安全通论,对协议中参与者的策略选择与效用问题展开研究。研究内容包含三个部分,具体如下:(1)基于智能合约的理性委托计算方案。针对理性委托计算中的
学位
<正>近年来,淳安县规划和自然资源局围绕“投资项目审批提速”目标,坚持查短板、建制度、优举措,通过部门联动、服务提质、数智赋能等方式,多点突破、高效推进,有效解决项目落地难问题,促进项目审批流程简化、审批事项集成改革、不动产登记便利度提升,持续优化营商环境,助推县域经济高质量发展。
期刊