CN109450674B - 一种基于组播优化的探测器dis系统人机交互方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于组播优化的探测器DIS系统人机交互方法，涉及通信工程，技术方案为，包括基于组播优化的探测器DIS系统人机交互方法.建立探测器分布式交互仿真系统模型，将分散于不同地点、不同类型的仿真设备集成一个整体，构成多结点通信机制；B.寻找用度最小的结点及其链路构成探测器分布式交互仿真系统的组播路由树，并优化结点用度；C.通过调节优化因子平衡资源优化与时延优化，提高仿真系统组播路由的综合性能，完成探测器DIS系统人机交互的优化。本发明的有益效果是：该方法具有实时性和自适应性，降低时间复杂度，减少网络资源消耗和传输时延，自动调节参数适应当前网络状态，提高网络传输质量和人工交互的实时性。

Description

一种基于组播优化的探测器DIS系统人机交互方法
技术领域
本发明涉及人工智能、通信传输、通信工程领域，特别涉及一种基于组播优化的探测器DIS系统人机交互方法。
背景技术
探测器的应用已经历史悠久，从最开始的金属探测器在军事、考古等领域中进行探测，到红外探测器等应用到安防领域，再到现在的航天探测器，了解太阳系的起源、演变和现状。很多人类不能到达、不够了解的地方都要先靠探测器进行探测。但是超远距离探测器在研发生产时实际中很难进行试验，需要耗费大量的人力、物力，而且无法进行多次试验，扩大研制周期。因此，可以通过建立分布式交互仿真系统将分散在不同地点的软硬件设备及有关人员联系起来，在虚拟环境中实现同时模拟操作。但现在的分布式交互仿真系统由于地理分布广，通信量大，网络消耗大、通信质量低，降低人工交互的实时性。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有实时性和自适应性的探测器DIS系统人机交互方法，降低时间复杂度，减少网络资源消耗和传输时延，自动调节参数适应当前网络状态，提高网络传输质量和人工交互的实时性。
本发明解决其问题所采用的技术方案，包括以下步骤：
A.建立探测器分布式交互仿真系统模型，将分散于不同地点、不同类型的仿真设备集成一个整体，构成多结点通信机制；
B.寻找用度最小的结点及其链路构成探测器分布式交互仿真系统的组播路由树，并优化结点用度；
C.通过调节优化因子平衡资源优化与时延优化，提高仿真系统组播路由的综合性能，完成探测器DIS系统人机交互的优化。
本发明的有益效果是：
在分布式交互仿真系统应用越来越广的情况下，本发明具有实时性和自适应性，降低时间复杂度，减少网络资源消耗和传输时延，自动调节参数适应当前网络状态，提高网络传输质量和人工交互的实时性。
附图说明
图1为本发明实施例的整体流程图。
图2为本发明实施例的探测器分布式交互仿真系统模型图。
图3为本发明实施例的构造组播路由树流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
参照图1至图3，本发明所述的方法包括以下步骤：
A.建立探测器分布式交互仿真系统模型，将分散于不同地点、不同类型的仿真设备集成一个整体，构成多结点通信机制；
(1)建立探测器分布式交互仿真系统模型，如图2所示，该系统主要由探测器、目标、干扰、评估方组成。评估方主要用于管理仿真控制、监测仿真过程、记录各结点动态位置和探测结果。在交互过程中，通过广域网和局域网把分散在不同地点的软硬件设备及有关人员联系起来，在虚拟环境中实现同时模拟操作。同时，通过外设硬件设备与虚拟场景中的设备进行人机交互。
(2)在仿真系统中，将网络结点随机分布在一个平面上，结点间的连接概率为：
Figure BDA0001840900320000021
其中，A,B是两个结点，k是连接参数，k的大小决定了结点的连接概率，d(A,B)是结点的欧氏距离，L是结点的实际距离，b是结点的用度参数，决定结点间的连接距离。仿真系统对于实时性要求较高，但是，由于参与仿真试验的结点不是专用的通信设备，而且远距离的网络视频传输要求较高的宽度支持，结点的在线时间和可靠性无法保证，一旦退出会造成数据中断，影响试验的进行。因此，需要提高仿真系统的网络传输性能。
B.寻找用度最小的结点及其链路构成探测器分布式交互仿真系统的组播路由树，并优化结点用度；
(1)为了保证仿真系统的网络传输质量，需要预留带宽资源，组播的数据包复杂和转发都在结点的路由中实现，因此结点的服务能力对传输质量有很大影响。在构建组播路由树时应合理使用结点资源，避免造成结点过载，因此，要寻找用度最小的结点。初始化所有结点的用度，
c′n＝cn/(m*∈+α)
其中，cn是结点n的用度，c'n是优化后的用度，m是与n相邻但没有进入组播路由树的结点个数，∈是取值为正的优化参数，α是在[0,1]之间取值的参数；若n不是宿结点，则用度不变。
(2)更新m个与n相邻但没有进入组播路由树的结点用度：
Figure BDA0001840900320000031
其中，i＝1,2,…,m，
Figure BDA0001840900320000032
是与n关联的边的用度。比较c'i与ci的大小，若c'i＜ci，则用c'i代替ci；否则用度不变。遍历所有结点，重复以上步骤。将组播路由树上非宿结点的叶子结点剪去，从而构成探测器分布式交互仿真系统的组播路由树(如图3)。
C.通过调节优化因子平衡资源优化与时延优化，提高仿真系统组播路由的综合性能，完成探测器DIS系统人机交互的优化。
(1)通过调节优化因子∈平衡资源优化与时延优化，∈增大，减少时延用度，资源用度最优；∈减小，时延用度最优。从而根据网络需求提高仿真系统组播路由的综合性能。若系统网络中有m个结点，组播路由树中有m-1个结点，每次选取用度最小的结点加入组播路由树，则结点用度队列的维度从m-1递减到0，因此，组播路由优化的时间复杂度为O(n2)。
(2)选取20个探测器结点、50个目标结点、30个干扰结点以及10个评估方结点进行多次仿真，随机选择一个结点作为源结点，随机选取一组结点作为宿结点，构造组播路由树，并计算其资源用度和时延用度。通过验证，仿真数据的平均值符合：
P(μ≤5％)＝95％
其中，μ是组播路由宿结点数与系统结点数之比。因此，完成探测器DIS系统人机交互的优化。
综上所述，便完成了本发明所述的一种基于组播优化的探测器DIS系统人机交互方法。该方法具有实时性和自适应性，降低时间复杂度，减少网络资源消耗和传输时延，自动调节参数适应当前网络状态，提高网络传输质量和人工交互的实时性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于组播优化的探测器DIS系统人机交互方法，其特征在于，构造组播路由树，用优化因子自适应优化网络资源和传输时延； 所述方法包括以下步骤：
A.建立探测器分布式交互仿真系统模型，将分散于不同地点、不同类型的仿真设备集成一个整体，构成多结点通信机制；在仿真系统中，将网络结点随机分布在一个平面上，结点间的连接概率为：
Figure FDA0003177020870000011
其中，A,B是两个结点，k是连接参数，k的大小决定了结点的连接概率，d(A,B)是结点的欧氏距离，L是结点的实际距离，b是结点的用度参数，决定结点间的连接距离；
B.寻找用度最小的结点及其链路构成探测器分布式交互仿真系统的组播路由树，并优化结点用度，具体为：(1)初始化所有结点的用度，c′n＝cn/(m*∈+α)，其中，cn是结点n的用度，c′n是优化后的用度，m是与n相邻但没有进入组播路由树的结点个数，∈是取值为正的优化参数，α是在[0,1]之间取值的参数；若n不是宿结点，则用度不变；(2)更新m个与n相邻但没有进入组播路由树的结点用度：
Figure FDA0003177020870000012
其中，i＝1,2,…,m，
Figure FDA0003177020870000013
是与n关联的边的用度；比较c′i与ci的大小，若c′i<ci，则用c′i代替ci；否则用度不变；遍历所有结点，重复以上步骤；将组播路由树上非宿结点的叶子结点剪去，从而构成探测器分布式交互仿真系统的组播路由树；
C.通过调节优化因子平衡资源优化与时延优化，提高仿真系统组播路由的综合性能，完成探测器DIS系统人机交互的优化。
2.根据权利要求1所述的基于组播优化的探测器DIS系统人机交互方法，其特征在于，所述步骤B包括：若n是宿节点，则优化其用度：c′n＝cn/(m*∈+α)。
3.根据权利要求1所述的基于组播优化的探测器DIS系统人机交互方法，其特征在于，所述步骤C包括：通过调节优化因子∈平衡资源优化与时延优化，∈增大，减少时延用度，资源用度最优；∈减小，时延用度最优。
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