1.一种自适应优化城市灾区网络覆盖的无人机部署方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1,模拟城市灾区场景并构建地面移动用户节点的状态集;
步骤2,记录所述步骤1中获得的各时刻地面移动用户节点的位置信息;
步骤3,根据所述步骤2中各时刻地面移动用户节点的位置信息,计算城市灾区无人机网络的最优覆盖,根据所述最优覆盖获得最优覆盖策略;
所述步骤1的所述模拟城市灾区场景包括:将待覆盖城市区域划分为不同的区域,其中所述不同的区域包括建筑区,街道,禁止区域,开放性区域以及建筑残骸,通过限制节点在所述不同的区域内的移动以模拟城市灾区地面用户节点的移动,从而获得模拟后的城市灾区场景;
所述将待覆盖城市区域划分为不同的区域根据城市灾区的区域划分模型进行,所述城市灾区的区域划分模型为:A={B,R,P,X} (1)其中,A为待覆盖城市灾区,B为建筑物集合且所述构建地面移动用户节点的状态集包括时刻,方向、速度、坐标位置和/或移动规则;
所述地面移动用户节点的集合为G={g
其中,random为用户节点在开放性区域中随机移动;B-trend为用户节点在建筑区域内,节点逐渐向建筑的四个边缘移动并沿着边缘最终到出口;linear为用户节点在街道上线性移动;B所述步骤3包括:
步骤31,初始化无人机,包括:将每架无人机s步骤32,更新位置,包括:根据无人机网络中所有无人机节点之间进行的信息交互,将所述步骤2获得的地面移动用户节点信息与无人机的位置更新方程融合,计算无人机集合,并采用位置更新方程下一位置集合下网络的加权覆盖率和当前位置下网络的加权覆盖率,选择能够带来最优加权覆盖率的覆盖策略;
步骤33,循环执行所述步骤32直到无人机网络的所述当前位置下网络的加权覆盖率不再变化或者达到设定的最大迭代次数,无人机位置更新结束,得到最优的所述加权覆盖率以及所述覆盖策略;
所述步骤31中定义的加权覆盖率效用函数具体为:将待覆盖区域离散化为m×n个像素点,则无人机网络的全局覆盖率为:其中,j为待覆盖区域内任意一个像素点,将地面移动节点视为像素点可得无人机网络对重点区域的覆盖率为:其中,g∈G={g
牺牲禁止区域的覆盖率从而提高对重点区域的覆盖率,引入加权覆盖率对整体目标区域覆盖率和重点区域覆盖率进行归一化计算:cov(W)=ω
其中,ω
f(X)=max(cov(W)) (6);
所述步骤32所述无人机集合的位置更新策略包括:无人机集合的初始状态为随机分布,首先利用公式(5)计算当前状态下的加权覆盖率,然后无人机集合通过公式(7)更新下一次的迭代的目标位置:其中,X(t+1),Y(t+1)分别为第t+1次迭代无人机集合的横坐标位置和纵坐标位置向量;
其中,θ
其中,X
其中,C
其中,X,Y为初始状态无人机的位置向量;α