一种多面体网格覆盖搜索方法技术

本发明专利技术公开了一种多面体网格覆盖搜索方法。本发明专利技术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qi(k)，建立公共坐标系，每个三维网格被特定的qi(k)和传感器感知范围Rs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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线传感器搜索
，具体涉及一种多面体网格覆盖搜索方法。
技术介绍
移动无线传感器网络搜索在搜索领域是一个新兴的搜索技术。与一般的动态搜索相似，移动无线传感器搜索的目的是用一些可传感器监测一定的区域。为了完成搜索任务，特别是一些大规模区域、不确定区域，需要设计有效可行的搜索方法。现在大多数搜索方法基于单个传感器。但是，只用单个传感器搜索大型三维区域，尤其是在对搜索时间敏感的项目应用上，效率过低。相比之下，由复数个传感器构成的搜索网络可以可观地减少搜索时间，同时提高搜索过程的鲁棒性。当前，现有的基于无线传感器的搜索方案大多数限制在二维工作空间，而对三维空间的搜索方案较少，已有的用于二维空间的搜索方案直接应用在三维空间则无法实现，三维空间的无线传感器搜索方案的应用更广，如可应用于水下搜索危险品，污染源的黑盒子等等，因此有必要研究一种用于三维工作空间的无线传感器的搜索方案。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于，公开了一种多面体网格覆盖搜索方法，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pi(0)＝(xi(0),yi(0),zi(0))，其中传感器标识符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qi(k)＝[xi(k)yi(k)zi(k)]，其中k的初始值为0，设置共通变量是为了构建传感器的公共坐标系；基于共通变量qi(k)和传感器搜索范围Rs确定搜索域中的一个三维网格V[qi(k),Rs]，所述三维网格V[qi(k),Rs]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，且α1、α2、α3的具体取值为经验值；步骤3：每个传感器在当前坐标pi(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；用Ni(k)表示传感器i的相邻传感器集合，若传感器j在传感器i的通信范围内，则传感器j属于集合Ni(k)，其中j∈{1,2,…,n本文档来自技高网...

【技术保护点】
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pi(0)＝(xi(0),yi(0),zi(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qi(k)＝[xi(k)yi(k)zi(k)]，其中k的初始值为0；基于共通变量qi(k)和传感器搜索范围Rs确定搜索域中的一个三维网格V[qi(k),Rs]，所述三维网格V[qi(k),Rs]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pi(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pi(k)，得到三维网格V[qi(k),Rs]中离坐标pi(k)最近的顶点的集合S(pi(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(pi(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(pi(k))中的任意未被访问的顶点，得到当前传感器i在k+1时刻的的坐标pi(k+1)；同时由当前传感器i和所有相邻传感器集和Ni(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qi(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(pi(k))中的任意顶点，得到当前传感器i在k+1时刻的的坐标pi(k+1)；同时由当前传感器i和所有相邻传感器集和Ni(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qi(k+1)；记录当前访问顶点，并执行步骤7；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pi(k+1)＝pi(k)时，搜索完毕，其中i∈{1,2,…,n}。...

【技术特征摘要】
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pi(0)＝(xi(0),yi(0),zi(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qi(k)＝[xi(k)yi(k)zi(k)]，其中k的初始值为0；基于共通变量qi(k)和传感器搜索范围Rs确定搜索域中的一个三维网格V[qi(k),Rs]，所述三维网格V[qi(k),Rs]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pi(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pi(k)，得到三维网格V[qi(k),Rs]中离坐标pi(k)最近的顶点的集合S(pi(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...

【专利技术属性】
技术研发人员：解梅，张锦宇，刘伸展，苏星霖，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51