基于Q學(xué)習(xí)的多目標(biāo)耦合協(xié)同任務(wù)分配算法

柏茂羽 ,　丁　勇,b,　胡忠旺

(南京航空航天大學(xué),a.自動(dòng)化學(xué)院; b.江蘇省物聯(lián)網(wǎng)與控制技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京　211106)

0　引言

現(xiàn)今的多目標(biāo)跟蹤研究普遍基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)[1]，網(wǎng)絡(luò)中的無線傳感器節(jié)點(diǎn)具有獨(dú)立的探測(cè)、計(jì)算及通信能力，但是由于節(jié)點(diǎn)個(gè)體存在能量有限、資源有限和計(jì)算能力有限的缺陷，傳感器節(jié)點(diǎn)獨(dú)立對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤往往無法獲得預(yù)期的效果[2]。所以，如何有效協(xié)調(diào)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，使其具有持續(xù)跟蹤目標(biāo)的能力成為一個(gè)熱門的研究課題[3-4]。現(xiàn)有的WSN協(xié)同跟蹤普遍采用跟蹤目標(biāo)附近傳感器節(jié)點(diǎn)開啟而其他節(jié)點(diǎn)休眠的工作形式，此種方法使得目標(biāo)附近的節(jié)點(diǎn)連接成簇，通過協(xié)同工作完成目標(biāo)信息的采集與傳輸，所以，如何在保證跟蹤精度的前提下盡可能降低網(wǎng)絡(luò)能量消耗成為了此類研究的關(guān)鍵問題，尤其在多個(gè)目標(biāo)相近或相遇時(shí)，如何解決節(jié)點(diǎn)的任務(wù)分配競(jìng)爭(zhēng)沖突問題，也是WSN目標(biāo)跟蹤研究的難點(diǎn)。

在當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多目標(biāo)協(xié)同跟蹤研究中，文獻(xiàn)[5]基于信息驅(qū)動(dòng)傳感器查詢算法(Information Driven Sensor Query,IDSQ)提出一種自適應(yīng)動(dòng)態(tài)協(xié)同自組織算法，能根據(jù)給定的精度自適應(yīng)地選擇簇首和簇成員，有效控制了任務(wù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量并減少了網(wǎng)絡(luò)能量消耗，但是該算法沒有考慮網(wǎng)絡(luò)能耗的均衡性問題。文獻(xiàn)[6]針對(duì)多目標(biāo)協(xié)同跟蹤問題提出了基于面積和法限制節(jié)點(diǎn)的選擇，避免了節(jié)點(diǎn)資源競(jìng)爭(zhēng)沖突問題，并用遺傳算法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟成員選擇，但是算法能耗較大。……