.1348· 工程科学学报.第41卷，第10期 0al)P0算法随机一次收敛情况 (a2) PIO-Rastrigrin函数 a3) MSAPIO算法迭代收敛情况 -2 -20 0 -6 80 最大值 一最小值 6 -10 -1 平均值 -8 12 -120 -10 10 2030 40 50 -140% 10 20 30 40 50 16 10 2030 40 50 迭代次数 迭代次数 迭代次数 0.9628 1.0 -20 (a4 MSAPIO- b1) b2) PO算法随机一次收敛情况 PIO-Schafferp函数 Rastrigrin函数 0.9627 0.8 -40 -60 赵0.9626 0.6 一最大值 -80 一最大值 0.9625 0.4 一最小值 ·平均值 -100 一最小值 -120 ·平均值 0.9624 0.2 -140 20 30 40 50 0.96236 10 2030 50 公 2030 50 迭代次数 送代次数 迭代次数 1.000 1.0 b3) MSAPIO b4) MSAPIO- 0.998 算法迭代收敛情况 0.8 Schaffer函数 0.996 0.6 0.994 0.4 0.992 一最大值 0.2 一最小值 0.990 ·平均值 0.9880 10 2030 40 50 10 2030 40 50 迭代次数 迭代次数 图3不同函数随机一次和10次迭代最优值收敛情况.(a)Rastrigrin:(b)Schaffer Fig.3 Optimal value convergence of different functions at random times and 10 times of iteration:(a)Rastrigrin:(b)Schaffer (a 3 30 2 24 2 220 0 15 20 25 30 35 18 40 15 20 25 30 35 40 x/km x/km 图4目标和环境的初始状态.()目标初始位置：(b)初始环境不确定图 Fig.4 Initial state of target and environment:(a)initial position of the target:(b)initial environment uncertainty 架无人机对不同仿真步数分别做10次搜索并计 5 结论 算发现目标平均数，搜索步数分别是30、60、90、 120和150.搜索策略有效性，即在相同搜索时间 基于改进鸽群优化和动态目标运动模型提出一 内，发现目标数越多，搜索策略越好，算法性能也 种多无人机协同搜索方法.首先，构建环境信息图、 越好.因此，搜索策略有效性=发现目标平均数/ 目标信息图、信息素图等，并建立符合马尔可夫链的 目标总数.仿真结果表明，由于本文算法使用数字 目标运动模型，实现多无人机协同搜索建模.然后， 信息素完成无人机之间的协同，因此，相对另外两 采用改进鸽群优化算法完成优化求解。鸽群优化算 种算法能够发现更多的目标且大大提高了搜索的 法虽然具有收敛速度快、搜索效率高等优势，但容易 有效性 陷入局部最优.因此，本文将柯西、高斯扰动分别加工程科学学报,第 41 卷,第 10 期 图 3 不同函数随机一次和 10 次迭代最优值收敛情况. (a)Rastrigrin;(b)Schaffer Fig. 3 Optimal value convergence of different functions at random times and 10 times of iteration: (a) Rastrigrin;(b) Schaffer 图 4 目标和环境的初始状态. (a)目标初始位置;(b)初始环境不确定图 Fig. 4 Initial state of target and environment:(a) initial position of the target;(b) initial environment uncertainty 架无人机对不同仿真步数分别做 10 次搜索并计 算发现目标平均数,搜索步数分别是 30、60、90、 120 和 150. 搜索策略有效性,即在相同搜索时间 内,发现目标数越多,搜索策略越好,算法性能也 越好. 因此,搜索策略有效性 = 发现目标平均数 / 目标总数. 仿真结果表明,由于本文算法使用数字 信息素完成无人机之间的协同,因此,相对另外两 种算法能够发现更多的目标且大大提高了搜索的 有效性. 5 结论 基于改进鸽群优化和动态目标运动模型提出一 种多无人机协同搜索方法. 首先,构建环境信息图、 目标信息图、信息素图等,并建立符合马尔可夫链的 目标运动模型,实现多无人机协同搜索建模. 然后, 采用改进鸽群优化算法完成优化求解. 鸽群优化算 法虽然具有收敛速度快、搜索效率高等优势,但容易 陷入局部最优. 因此,本文将柯西、高斯扰动分别加 ·1348·