(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210635206.6 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 何斌　程徐　李刚　程斌　周艳敏　 王志鹏　朱忠攀　蒋烁　 (74)专利代理 机构 北京市广友专利事务所有限 责任公司 1 1237 专利代理师 张仲波 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/02(2012.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 动静态节点耦合的虫害重点区域感知的覆 盖方法及系统 (57)摘要 本发明涉及无线传感器网络技术领域， 特别 是指一种动静态节点耦合的虫害重点区域感知 的覆盖方法及系统， 该方法包括： 获取移动感知 节点位置、 障碍物位置、 静态感知节点位置以及 虫害重点区域位置； 确定障碍物产生的第一斥力 势场以及移动感知节点受障碍物的总斥力； 确定 静态感知节点产生的第二斥力势场以及移动感 知节点受静态感知节点的总斥力； 确定虫害重点 区域产生的第三引力势场以及移动感知节点受 虫害重点区域的引力； 确定移动感知节点运动时 受到的合力； 基于合力的引导， 完成面向森林虫 害重点区域感知的动静态节点耦合覆盖。 采用本 发明， 可以有效避免感知 节点重复覆盖导致的资 源浪费， 从而完成动静态节点耦合的协同覆盖任 务。 权利要求书4页 说明书11页 附图4页 CN 115017704 A 2022.09.06 CN 115017704 A 1.一种动静态 节点耦合的虫害重点区域感知的覆盖方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取移动感知节点 位置、 障碍物位置、 静态感知节点 位置以及虫害重点区域 位置； 根据所述移动感知节点位置以及障碍物位置， 确定障碍物产生的第一斥力势场， 根据 所述第一斥力势场确定移动感知节点受障碍物的总斥力； 根据所述移动感知节点位置以及静态感知节点位置， 确定静态感知节点产生的第 二斥 力势场， 根据所述第二斥力势场确定移动感知节点受静态感知节点的总斥力； 根据所述移动感知节点位置以及虫害重点 区域位置， 确定虫害重点区域产生的第 三引 力势场， 根据所述第三斥力势场确定移动感知节点受虫害重点区域的引力； 根据所述移动感知节点受障碍物的总斥力、 移动感知节点受静态感知节点的总斥力以 及移动感知节点受虫害重点区域的引力， 确定移动感知节点 运动时受到的合力； 基于所述 合力的引导， 完成面向森林 虫害重点区域感知的动静态 节点耦合覆盖 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述移动感知节点位置以及障碍 物位置， 确定障碍物产生的第一斥力势场， 根据所述第一斥力势场确定移动 感知节点受障 碍物的总斥力， 包括： 根据所述移动感知节点位置、 障碍物位置以及下述公式(1)， 确定障碍物产生的第一斥 力势场： 其中， kr表示斥力势场比例增益系数， qn表示移动感知节点Sn的位置， q0表示障碍物O的 位置,d(qn,q0)表示移动感知节点Sn与障碍物O之间的欧几里得距离， d0表示障碍物O对移动 感知节点Sn的影响距离； 移动感知节点Sn受障碍物O的斥力表示 为： 其中， 表示梯度； 当移动感知节点Sn同时位于n个障碍物的影响范围内， 移动感知节点Sn受障碍物的总斥 力表示为： 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述移动感知节点位置以及静态 感知节点位置， 确定静态感知节点产生的第二斥力势场， 根据所述第二斥力势场确定移动 感知节点受静态感知节点的总斥力， 包括： 根据所述移动感知节点位置、 静态感知节点位置以及公式(4)， 确定静态感知节点产生 的第二斥力势场： 其中， kr表示斥力势场比例增益系数， qn表示移动感知节点Sn的位置， qs表示静态传感器权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115017704 A 2Ss的位置,d(qn,qs)表示移动感知节点Ss与静态感知节点Ss之间的欧几里得距离， ld表示移 动感知节点Sn与静态感知节点Ss之间的期望距离； 则移动感知节点Sn受静态感知节点Ss的斥力表示 为： 其中， 表示梯度； 当移动感知节点Sn同时位于n个 静态感知 节点的影响范围内， 移动感 知节点Sn受静态感知节点的总斥力为： 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述移动感知节点位置以及虫害 重点区域位置， 确定虫害重点区域产生的第三引力势场， 根据所述第三斥力势场确定移动 感知节点受虫害重点区域的引力， 包括： 根据所述移动感知节点位置、 虫害重点区域位置以及公式(7)， 确定虫害重点区域产生 的第三引力势场： 其中， ka表示引力势场比例增益系数， qn表示移动感知节点Sn的位置， qg表示虫害重点区 域中心点 位置， d(qn,qg)表示两者之间的欧几里 得距离； 移动感知节点Sn受到的引力为引力势场的负梯度， 则移动感知节点Sn受虫害重点区域 的引力表示 为： 其中， 表示梯度。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述移动感知节点受障碍物的总 斥力、 移动 感知节点受静态感知节点的总斥力以及移动 感知节点受虫害重点区域的引力， 确定移动感知节点 运动时受到的合力， 包括： 根据所述移动感知节点受障碍物的总斥力、 移动感知节点受静态感知节点的总斥力、 移动感知节点受虫害重点区域的引力以及公式(10)， 确定移动感知节点运动时受到的合 力： 其中， 表示移动感知节点Sn受障碍物的总斥力， Fa表示移动感知节点Sn受到的引 力， 表示移动感知节点Sn受的总斥力。 6.一种动静态节点耦合的虫害重点区域感知的覆盖系统， 其特征在于， 所述系统包括 移动感知节点以及数据处 理设备， 其中： 所述移动感知节点， 用于实时向所述数据处理设备发送移动感知节点位置； 基于所述 合力的引导， 完成面向森林 虫害重点区域感知的动静态 节点耦合覆盖； 所述数据处理设备， 用于获取移动感知节点位置、 障碍物位置、 静态感知节点位置以及 虫害重点区域位置； 根据所述移动 感知节点位置以及障碍物位置， 确定障碍物产生的第一权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115017704 A 3