[发明专利]基于德洛内四面体的无线传感器网络表面覆盖方法

摘要

本发明公开了一种基于Delaunay德洛内四面体的无线传感器网络表面覆盖方法，属于无线传感器的节点部署的技术领域。本发明首先采用Delaunay算法对目标区域进行区域离散化，建立Delaunay三角网，再基于其构建Voronoi图，将每个Voronoi单元的外心作为无线传感器的候补位置，通过调整外接圆的半径可以实现不同无线传感器部署方案，因而可以基于不同的地表粗糙程度因素调整无线传感器部署方案；且对候补位置进行筛选、去重和删除位于重叠区域的候补位置，降低所部署的无线传感器的数量，在确保局部和整体通信能力的条件下，得到优化的部署方案。

主权项

1.基于德洛内四面体的无线传感器网络表面覆盖方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：确定三维目标区域的边界，对目标区域进行德洛内三角网剖分，建立包括多个德洛内三角形的德洛内三角网；步骤2：基于步骤1得到的德洛内三角网构建泰森多边形图，将泰森多边形图中的每个泰森多边形单元的外接圆圆心作为无线传感器的候补位置；步骤3：查找候补位置中的孤立节点并删除，其中孤立节点为：若当前候补位置与所有相邻候补位置的间距均大于无线传感器的通信半径，则当前候补位置定义为孤立节点；步骤4：删除重复空间位置的候补位置；步骤5：查找相邻候补位置间的重叠区域并删除位于重叠区域的候补位置，得到目标区域的传感器分布位置：步骤501：由当前所有候补位置构成候补位置集合T；步骤502：从集合T中随机选择一个候补位置作为参考位置A；步骤503：对参考位置A的所有相邻候补位置，分别判断参考位置A与各相邻候补位置之间的距离是否小于所在圆的半径和，若是，则执行步骤504；否则执行步骤505；步骤504：计算参考位置A与当前相邻候补位置间的重叠区域area，并从候补位置集合T中删除位于当前重叠区域area的候补位置；重叠区域area的计算过程为：用B表示当前相邻候补位置，用C、D表示参考位置A所在的圆与候补位置B所在圆的交叉点，用r₀、r₁分别表示参考位置A、B所在圆的半径，基于参考位置A、B的位置坐标(x_A,y_A,z_A)、(x_B,y_B,z_B)计算A和B间距离c，根据下列公式计算参考位置A候补位置B的重叠区域area：c＝((x_A‑x_B)²+(y_A‑y_B)²+(z_A‑z_B)²)^1/2；其中，acos表示反余弦函数，γ表示ζ表示ρ表示∠CAD，θ表示∠CBD；步骤505：对参考位置A的所有相邻候补位置判断完毕，则继续从集合T中选择一个未被选择的候补位置作为参考位置A，继续执行步骤502，直到遍历完集合T中的所有候补位置；步骤506：基于当前集合T的所有候补位置得到目标区域的传感器分布位置。