[发明专利]基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法，其特征在于，该方法包括：

接收环境区域轮廓，预设多种生长规则，根据多边形镶嵌技术，采用生长算法计算网络疏密度和漂浮单体总数，得到与生长规则对应的漂浮系统组网结构；

根据榫卯结构生成与漂浮系统组网结构对应的漂浮单体榫卯关节与装配方式，并分别应用于其对应的漂浮系统组网结构得到漂浮系统；

接收实地测量与计算的环境区域流速场与应力场，评估漂浮系统得到需固定的漂浮单体集合；输出包含网络疏密度、漂浮单体总数、漂浮系统网络位置信息、漂浮单体连接方式和固定单体集合的自组网漂浮系统；所述接收实地测量与计算的环境区域流速场与应力场，评估漂浮系统得到需固定的漂浮单体集合的具体步骤包括：

接收实地环境区域的流速和漂浮系统在真实环境中的受力；

根据接收的实地环境区域的流速，通过欧拉流场法分析液体的运动，计算得到流量场；

根据接收的漂浮系统在真实环境中的受力，通过有限元分析分法计算应力场；

综合根据流量场与应力场评估漂浮系统中的漂浮单体是否稳定，若不稳定则加入需固定的漂浮单体集合；

通过测量与计算真实环境的流速场与应力场来评估系统，得到需固定的漂浮单体集合，具体过程包括：

步骤(3-1)：测量与计算流量场；

步骤(3-2)：通过有限元分析分法计算应力场；

步骤(3-3)根据流量场与应力场，通过如下公式评估系统，若E小于阈值，则说明漂浮单体不稳定，将其加入的需固定漂浮单体集合；

E＝w₁E_flow+w₂E_stress

其中，w₁与w₂分别为流速场与应力场在该漂浮单体中心的权重。

2.如权利要求1所述的一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法，其特征在于，在本方法中，所述根据多边形镶嵌技术，采用生长算法计算网络疏密度和漂浮单体总数，得到与生长规则对应的漂浮系统组网结构，具体步骤包括：

根据预设的生长规则，采用生长算法以当前元素为中心进行新元素扩展；

当当前元素扩展出的新元素位置满足加入多边形网络的条件时，在该新元素位置加入与生长规则对应的多边形组网结构，直至所有当前元素扩展出的新元素位置都不满足加入多边形网络的条件时，生长算法结束，得到与生长规则对应的漂浮系统组网结构和漂浮单体总数；

根据漂浮单体的半径计算生长规则对应的网络疏密度；

接收用户根据网络疏密度和漂浮单体总数选择的漂浮系统组网结构指令，选择得到用户满意的某一与生长规则对应的漂浮系统组网结构。

3.如权利要求2所述的一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法，其特征在于，所述加入多边形网络的条件为当前元素扩展出的新元素位置尚无覆盖的多边形，且在接收的环境区域轮廓范围内的面积大于预设阈值。

4.如权利要求1所述的一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法，其特征在于，在本方法中，所述根据榫卯结构生成与漂浮系统组网结构对应的漂浮单体榫卯关节与装配方式，具体方法为：

设计预设的生长规则对应的漂浮单体，做圆形漂浮的外接多边形，在圆与外接多边形相切的位置放置榫卯结构,将圆形漂浮结构填充入对应组网结构的多边形内，并把相邻漂浮相切的榫卯结构连接，得到漂浮系统组网结构对应的漂浮单体榫卯关节与装配方式；

所述多边形与预设的生长规则对应。

5.如权利要求2或4所述的一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法，其特征在于，在本方法中，所述预设的生长规则包括：以正四边形镶嵌形式进行区域生长的生长规则、以正五边形镶嵌形式进行区域生长的生长规则、以正六边形镶嵌形式进行区域生长的生长规则和以正七边形镶嵌形式进行区域生长的生长规则。