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基于水平集的围猎式水下传感器节点布置研究

Study on Hunting Deployment of Underwater Sensors Based on Level Set Method

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水下传感器网络作为一种探索和开发海洋的新方法,在人类不易接触的水下区域的探测和监测中发挥着重要作用,是无线传感器网络领域研究的热点.在水下空间中传感器节点如何自主调整位置实现对"兴趣域"的覆盖和监视是一个重要课题.该文引入水平集理论LSM,提出了一种基于水平集的围猎式水下传感器节点布置方法.在该方法中网关节点根据传感器节点的位置信息和可能感知到的兴趣域信息,以能量泛函计算兴趣域边缘参数,传感器节点以此参数为根据,完成趋向兴趣域边缘的迁移;大量节点的迁移可逐步演化成对兴趣域的围猎式布置.同时,该文建立了结构相似度SSIM和网络能耗均衡度两个性能评价指标,以评估该文方法在实现兴趣域驱动的水下节点布置的综合性能.大量仿真实验结果表明,该方法在不同节点规模、节点密度和兴趣域形状情况下均可实现对兴趣域边缘的动态地、围猎式地覆盖,从而达到对兴趣域的有效跟踪和监视.

夏娜、闻心怡、杜华争、徐朝农

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合肥工业大学计算机与信息学院 合肥 230009

中国石油大学计算机科学与技术系 北京 102249

水下传感器网络 节点布置 水平集方法 围猎式 结构相似度

本课题得到国家自然科学基金本课题得到国家自然科学基金安徽省科技重大专项陕西省技术创新引导专项基金

6197117861701161180309010152020CGHJ-002

2021

10.11897/SP.J.1016.2021.01024

计算机学报
中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所

计算机学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：3.18
ISSN：0254-4164
年,卷(期)：2021.44(5)
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