[发明专利]一种多面体网格覆盖搜索方法

摘要

本发明公开了一种多面体网格覆盖搜索方法。本发明首先随机在搜索域散布n个传感器；以不同离散时刻k的传感器的坐标作为共通变量q_i(k)，建立公共坐标系，每个三维网格被特定的q_i(k)和传感器感知范围R_s定义，得到搜索域的三维网络布局；从初始位置开始，传感器每移动到一个顶点，则对目标进行探测，并将目标信息，访问顶点与相邻传感器共享；逐个传感器判断相邻顶点是否都被访问过，若否，否则随机移动到未访问顶点，直到所有相邻顶点都被访问过。然后随机移动到相邻顶点并判断是否搜索完毕，若是，则输出搜索结果；否则继续移动搜索。本发明用于基于无线传感器的搜索系统，可实现基于任意数量的传感器对任意数量目标的三维空间搜索，且搜索效率高。

主权项

1.一种多面体网格覆盖搜索方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：随机在搜索域散布n个传感器，各传感器的初始坐标描述为p_i(0)＝(x_i(0),y_i(0),z_i(0))，其中i＝1,2,…,n，搜索域为有界且联通区域；步骤2：设置每个传感器在当前时刻k的共通变量q_i(k)＝[x_i(k)y_i(k)z_i(k)]，其中k的初始值为0；基于共通变量q_i(k)和传感器搜索范围R_s确定搜索域中的一个三维网格V[q_i(k),R_s]，所述三维网格V[q_i(k),R_s]的中心点V和边长L取决于采用的多面体形式：若采用立方体，则所采用截断八面体，则其中，α₁、α₂、α₃为预设调整参数，其取值为整数；步骤3：每个传感器在当前坐标p_i(k)探测目标信息，并向所有相邻传感器共享目标信息、顶点访问记录；步骤4：基于当前传感器i在k时刻的坐标p_i(k)，得到三维网格V[q_i(k),R_s]中离坐标p_i(k)最近的顶点的集合S(p_i(k))；基于本地的顶点访问记录和来自相邻传感器的顶点访问记录，判断当前传感器i的集合S(p_i(k))中的顶点是否都被访问过，若否，则执行步骤5；否则，执行步骤6；步骤5：将当前传感器i随机移动到集合S(p_i(k))中的任意未被访问的顶点，得到当前传感器i在k+1时刻的坐标p_i(k+1)；同时由当前传感器i和所有相邻传感器集和N_i(k)在k时刻的共通变量的均值得到传感器i在k+1时刻的共通变量q_i(k+1)；记录当前访问顶点，并执行步骤3；步骤6：将当前传感器随机移动到集合S(p_i(k))中的任意顶点，得到当前传感器i在k+1时刻的坐标p_i(k+1)；同时由当前传感器i和所有相邻传感器集和N_i(k)在k时刻的共通变量的均值得到传感器i在k+1时刻的共通变量q_i(k+1)；记录当前访问顶点，并执行步骤7；步骤5、6中，得到当前传感器i在k+1时刻的坐标p_i(k+1)具体为：用C[q_i(k),R_s](p_i(k))表示三维网格V[q_i(k),R_s]中离p_i(k)最近的顶点，则基于集合S(p_i(k))得到的坐标p_i(k+1)为：p_i(k+1)＝C[q_i(k),R_s](p_i(k))；步骤7：判断是否搜索完毕，若是，则输出所有目标信息；否则继续执行步骤3；其中，搜索完毕的判决方式为：若已知探测目标总数量，则达到探测目标总数量时搜索完毕；若探测目标总数量未知，当满足p_i(k+1)＝p_i(k)时，搜索完毕，其中i∈{1,2,…,n}。