基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法、装置及系统，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。

【技术实现步骤摘要】
基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法、装置及系统
本专利技术属于岸滩监测的
，涉及一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法、装置及系统，尤其是涉及一种用户可选的以正多边形均匀镶嵌技术为指导的基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法、装置及面向岸滩的近距离全景监测系统。
技术介绍
最初的岸滩监测只能由人工现场进行，当遇到风暴潮、台风与卫星过境时间不吻合等情况，则无法开展监测。而且人工监测属于周期性监测。随着自动化的发展，出现了全天候监测的面向岸滩的近距离全景监测系统。为了增强面向岸滩的近距离全景监测系统的灵活性，系统通过多个漂浮单体连接自组构成。由于岸滩地理情况的复杂多变使得系统所需覆盖的区域具有多样性，为了满足各种类型的岸滩、各种类型的覆盖区域以及不同疏密程度的的漂浮系统设计需求，需要人工设计面向岸滩的近距离全景监测系统中的自组网的漂浮系统。然而，人工设计自组网的漂浮系统的组网结构是一件费时费力的任务。此外，由于岸滩的地理环境的高度多变性，流速各异的区域对漂浮单体的干扰影响不同，漂浮系统连接方式与固定单体的选择将直接影响到系统的稳定性，因此，依靠经验性的人工设计并不能很好的解决这个问题。综上所述，现有技术中如何解决现有人工设计面向岸滩的近距离全景监测系统费时费力以及稳定性差的问题，尚缺乏行之有效的解决方案。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，解决现有技术存在的人工设计面向岸滩的近距离全景监测系统费时费力以及稳定性差的问题，本专利技术提供了一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法、装置及系统，满足了复杂场景下的漂浮系统组网结构设计需求，保证了系统的整体稳定性，降低了系统创建的耗材，减少了工程实施周期；同时，本专利技术还为用户提供了两个评估指标，方便用户对系统提供的多种方案进行选择。本专利技术的第一目的是提供一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下一种技术方案：一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法，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。作为进一步的优选方案，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。作为进一步的优选方案，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。作为进一步的优选方案，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。作为进一步的优选方案，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；所述多边形与生长规则对应。作为进一步的优选方案，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。本专利技术的第二目的是提供一种计算机可读存储介质。为了实现上述目的，本专利技术采用如下一种技术方案：一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备设备的处理器加载并执行以下处理：接收环境区域轮廓和预设多种生长规则，根据多边形镶嵌技术，采用生长算法计算网络疏密度和所需单体总数，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；输出包含疏密度、漂浮总数、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。本专利技术的第三目的是提供一种终端设备。为了实现上述目的，本专利技术采用如下一种技术方案：一种终端设备，采用互联网终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行以下处理：接收环境区域轮廓和预设多种生长规则，根据多边形镶嵌技术，采用生长算法计算网络疏密度和所需单体总数，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；输出包含疏密度、漂浮总数、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。本专利技术的第四目的是提供一种基于复杂场景的自组网漂浮系统。为了实现上述目的，本专利技术采用如下一种技术方案：一种基于复杂场景的自组网漂浮系统，该系统基于一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法实现。本专利技术的第五目的是提供一种面向岸滩的近距离全景监测系统。为了实现上述目的，本专利技术采用如下一种技术方案：一种面向岸滩的近距离全景监测系统，该系统包括一种基于复杂场景的自组网漂浮系统。本专利技术的有益效果：1、本专利技术所述的一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法、装置及系统，根据用户输入的环境区域轮廓，以多边形镶嵌技术为指导，计算得到四种保证的轮廓漂浮系统组网结构，对所在水域轮廓，地理位置没有限制，具有较强的适应性。2、本专利技术所述的一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法、装置及系统，采用榫卯结构连接相邻漂浮单体，得到便于拆卸维修的四种漂浮连接关节与装配方式，可以有效的投入具体实施中。3、本专利技术所述的一种基于复杂场景的自组网漂浮系统设计方法、装本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。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...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕琳，石琰，杨静如，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37