[发明专利]一种采用多机器人的传感器网络优化部署方法

摘要

本发明提出了一种采用多机器人的传感器网络优化部署方法，涉及机器人网络与传感器网络两个热点领域，根据特定的传感器网络部署和感知目标特点(如限制区域种类及分布，感兴趣区域分布)、感知性能指标需求(如覆盖与连通性、生存期、广义精度等)，结合不同机器人以及网络节点在通信距离、感知距离、重量、承载能力和能量等方面的约束条件，由母机器人承载子机器以及网络节点进入待部署与需感知区域，经智能规划，分别由母机器人直接协同(此时，与传统体系结构相似)网络节点感知，或(和)通过分级拓展协同，由母机器人部署子机器人、进而由子机器人协同网络节点部署与感知。在传感器节点的部署中，通过针对机器人设计的距离优化(DO，Distance Optimization)、时间优化(TO，Time Optimization)和能量优化(EO，Energy Optimization)问题的启发式优化算法，以期达到网络部署与感知的整体优化目的。

主权项

一种采用多机器人的传感器网络优化部署方法，其特征在于，该方法包括：采用城市分组的变形旅行商问题(TTSPGC，Transfigured Travelling Salesman Problem under Grouped Cities)模型作为描述基本感知作业(BDST，Basic Deploying and Sensing Task)问题的简化模型。根据具体优化目标不同，协同部署与感知用机器人的优化问题可以分为距离优化(DO，Distance Optimization)、时间优化(TO，Time Optimization)和能量优化(EO，Energy Optimization)三类典型问题，即在完成网络节点分级异构拓展部署与感知作业过程中，针对协同部署与感知用母机器人和子机器人所经历的距离、所花费的时间或所消耗的能量的优化问题。距离优化是基础，时间优化和能量优化在特定约束条件下可以转化为具有权重的距离优化问题。优化算法设计具体包括规划与作业两个层面，重点包括虚拟城市定位和轨迹规划两类问题，在设计中兼顾实现协同部署与感知用母机器人和子机器人的规划、控制的实时性与优化效果之间的均衡。