4.2   相对角度模型 11

4.2   相对角度模型 11

5 人工蜂群算法 14

5.1   人工蜂群算法的基本原理 14

5.2   人工蜂群算法在无人飞行器中的研究设想 17

6 Matlab仿真及结果 18

6.1   人工蜂群算法的程序思想 18

6.2   Matlab仿真运行结果 18

总  结 23

致  谢 24

参考文献 25 

1  研究背景与历史

1.1  研究背景

当蜜蜂离开巢穴飞向花朵采蜜时，蜜蜂利用自身的视觉能力探索到目标，稳稳的着陆。当蜜蜂在远距离的觅食场所采集蜂蜜后，蜜蜂又可以找到捷径精确的定位并回到自己的巢穴。

每年秋季，大斑蝶都会定向飞行数千公里，从遥远的加拿大南部、美国东部向越冬地墨西哥中部迁飞。

昆虫的神经系统较之脊椎动物要简单得多，那么昆虫到底是利用什么信号，又是如何利用这些信号来完成其定向运动目标跟踪的呢？

昆虫能在大尺度范围内完成对目标的定向跟踪，其定向跟踪机制耐人寻。如果这种定向跟踪机制应用到自主探测器，例如自主无人车、无人飞行器等，那么自主探测器只需要一些指令，就可以像昆虫一样完成跟踪或定位目标的任务。很显然，在现实生活中，自主探测器具有很高的应用价值。论文网

那么，我们如何来研究昆虫的这种定位跟踪机制呢? 随着实验技术的不断发展，诸如模拟各种飞行条件的室内飞行模拟器、高精度的视频、音频以及雷达等运动轨迹跟踪设备的出现，昆虫的运动轨迹可以成功的被监测，这些技术都为分析昆虫的定向跟踪机制提供了可靠的手段。

1.2  历史研究现状

2  昆虫定向跟踪现象的生物学研究现状

2.1  昆虫的复眼

2.2  光流及光流场

2.3  基于昆虫定向跟踪策略的一些生物学实验

2.3.1  M.V.Srinivasan对自由飞行蜜蜂跟踪运动目标的研究

2.3.2  家蝇飞行轨迹的三维重现

2.3.3  不同质地背景对自由飞行蜜蜂跟踪运动目标的影响

2.4  蜜蜂的记忆

蜜蜂在远距离的觅食场所采集蜂蜜后，可以找到一条捷径，那么蜜蜂是如何准确定位蜂巢的呢？生物学家普遍认为蜜蜂具有记忆的功能。一只蜂蜜从巢穴出发到觅食地点，一路上必然或多或少会遇到各种路标、植物等等，它对这些事物都会进行记忆。文献综述

可是蜜蜂记忆的是什么呢？是空间图像还是其参数呢？生物学家各有自己的见解：

1) Hertz认为蜜蜂记忆位置的时候记忆的内容是图像的参数。他猜想蜜蜂主要依据的参数为空间频率：一个图像的边缘长度与该图像面积的比值。

2)Gould认为蜜蜂记忆事物的形状或路标的时候依据的是空间图像。他通过实验发现：对于两个空间频率、空间强度等参数基本相同的路标，蜜蜂可以正确的识别。

蜜蜂既然可以记忆路标，它就可以利用路标进行导航。生物学家猜想蜜蜂利用路标导航的方式有两种可能情况：

1)Wehner提出的特定路径假设。蜜蜂在搜索路径的过程中，对于每一次搜索，都能够依照路标的顺序记忆该次路径。

2)Gould提出的识别图假设。蜜蜂可以利用去不同终点的途中所记忆的信息来重新规划一条到达终点的新路径。这种方式下的蜜蜂则清楚的了解各个路径路标之间的空间联系[8]。