[发明专利]一种基于光子计数装置的最优编码快速生成及解码方法

摘要

本发明公开了一种基于光子计数装置的最优编码快速生成及解码方法，通过线性同余算法产生随机数，判断调制位置；重复上述步骤至设定的编码长度，获得一个完整的多相伪随机编码；重复以上步骤若干次，获得粒子群的初始种群。计算每个粒子的适应度；再进化每个粒子，并记录适应度最高的粒子；重复进化步骤，直到满足提前设置的最大进化代数或停止准则，获得发射编码。通过接收系统获得接收编码，再对发射编码与接收编码做相关，从而解算出目标距离。方便地产生满足光子计数装置要求的多相伪随机编码并确保编码性能优异；且产生速度远远高于直接用启发式算法搜索最优编码的方法，同时仍具有粒子群算法的整数编码、不易产生非法解等优点。

主权项

一种基于光子计数装置的最优编码快速生成及解码方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、预设相关参数包括：编码长度、调制位置比例阈值、强度范围及对应的强度值、缓冲位数、线性同余算法参数、粒子群算法参数；其中粒子群算法参数包括：学习因子、惯性权重、种群规模、最大进化代数以及收敛阈值；步骤二、获得多相伪随机编码；2.1)通过线性同余算法产生随机数；2.2)根据预设的调制位置比例阈值，判断该随机数在伪随机序列中对应的位置是否为调制位置，若为调制位置，则根据预设的强度范围确定该调制位的强度值，并将该调制位之后的缓冲位置的强度值设为零；若为非调制位置，则将其强度值设为零；调制位置及其后面的缓冲位置对应的强度值构成部分多相伪随机编码；2.3)重复步骤2.1)与步骤2.2)，直到达到设定编码长度完整的多相伪随机编码，将该编码赋值给一个向量，并对该向量中的每个元素就近取整，将取整后的向量作为粒子群算法中粒子的初始位置向量；2.4)随机产生长度为设定编码长度的随机数序列，并赋值给一个向量，对该向量中的每个元素就近取整，将取整后的向量作为粒子的初始飞行速度向量；步骤三、获得粒子群的初始种群；重复步骤二，分别记录每一次的位置向量和速度向量，获得符合设定种群规模的多相伪随机编码，构成粒子群的初始种群；步骤四、获得最优编码；4.1)依据光子计数装置对编码的要求设计适应度函数；所述适应度函数应包括对探测环境中存在的干扰的模拟以及对优良特性的奖励项与非法解的惩罚项；4.2)根据得到的适应度函数计算步骤三得到的初始种群中每个粒子的适应度；选取适应度值最好的粒子作为初始最优粒子；4.3)通过粒子群算法的迭代进化公式进化初始粒子群中的每个粒子的位置向量，并根据适应度函数计算进化后每个粒子的适应度，记录适应度最高的粒子，并与历史最优粒子适应度比较，选取全局最优粒子；4.4)重复步骤4.3)，直到满足提前设置的最大进化代数或停止准则，获得的全局最优粒子对应的位置向量即为最优编码；步骤五、通过光子计数装置获取发射编码与接收编码，所述发射编码即为步骤四获得的最优编码；再对发射编码与接收编码做相关，从而解算出目标距离。