基于粒子群算法的消防炮射流轨迹的搜索方法

摘要

本发明公开一种基于粒子群算法的消防炮射流轨迹的搜索方法，将粒子群算法引入到消防炮射流的搜索中，通过粒子迭代运动，在全局范围内寻找最佳的射流起点和轨迹，从而增加了整个搜索的准确性与可靠性。同时通过粒子的在全局范围内的随机搜索，减小了图像帧与帧之间的关联性，避免了因过分依赖前一帧图像的搜索结果而造成的不必要的误差，同时也排除因一幅图像的错误而导致后续图像的搜索失败的可能性。

主权项

一种基于粒子群算法的消防炮射流轨迹的搜索方法，其特征在于：根据初次射流搜索到的水道提取射流轨迹信息，并将此信息作为水道的先验信息；在射流图片上利用粒子群算法设置粒子点，在一帧图片的x、y方向上每隔第一阈值个像素布置一个粒子点，根据图片的大小形成一个粒子均匀分布的网络；并拟定适应度值的计算方法，其中，适应度函数分为基准判断部分和求解适应值两个部分，$f=\left\{\begin{array}{c}100,jz=0;\\ m/(\sqrt{len}*grey),jz=1;\end{array}\right.$其中jz是对当前水道是否符合基本条件的一个判定，f是所求的适应度值；len，angle和grey是当前水道的长度、角度和灰度信息；Len，Ang和Grey是先验信息中的长度、角度和灰度信息；m是射流曲线的拟合误差；若水道不符合基本条件，即jz为0时，默认适应度值为100；反之，则进行计算；将以上设置粒子点视为射流的起点，并利用单向搜索法搜索每个粒子点的水道轨迹；根据标准粒子群算法的运动规则进行运动，根据每个粒子点的适应度值，判断出每次迭代的全局最优粒子和每个粒子的局部最优，进而根据粒子群算法的运动更新公式进行迭代更新，直到所有粒子的平均运动速度小于1个像素则认为收敛并退出迭代，找出水道轨迹的最优解；接着根据此最优水道的信息更新先验信息，并在下一帧图片上继续寻找以获得射流的实时信息；若迭代达到设定阈值后还未收敛，则退出迭代并不对先验信息进行更新。