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基于蜂窝结构的扩展六边形搜索方法

韩继凯 袁涛 刘泽坤 郝希阳 张式建

韩继凯,袁涛,刘泽坤,等. 基于蜂窝结构的扩展六边形搜索方法[J]. 北京航空航天大学学报,2023,49(10):2731-2740 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0718
引用本文: 韩继凯,袁涛,刘泽坤,等. 基于蜂窝结构的扩展六边形搜索方法[J]. 北京航空航天大学学报,2023,49(10):2731-2740 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0718
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Citation: HAN J K,YUAN T,LIU Z K,et al. Expanding hexagon search method based on honeycomb structure[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2023,49(10):2731-2740 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0718

基于蜂窝结构的扩展六边形搜索方法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0718
详细信息
    通讯作者:

    E-mail:hanjikai_hjhkdx@163.com

  • 中图分类号: U676;O229

Expanding hexagon search method based on honeycomb structure

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  • 摘要:

    海上搜索、航空反潜等海上活动经常需要对目标海域进行全面搜索,在研究扩展方形搜索方法的缺点后,提出采用基于蜂窝结构的扩展六边形搜索方法。从理论上分析2种方法的搜索效率、探测次数、所需航程和重复搜索面积等内容;证明了当目标搜索区域半径大于某值时,所提方法明显优于扩展方形搜索方法,并给出了该值的计算方法。通过仿真验证了理论分析的正确性,为海上搜索任务提供了更为高效的搜寻方法,同时为无人化自动搜索提供理论基础和参考依据。

     

  • 图 1  扩展方形搜索方法

    Figure 1.  Extended square search method

    图 2  蜂窝拓扑结构示意图

    Figure 2.  Schematic diagram of cellular topology structure

    图 3  二维平面扩展六边形覆盖规律

    Figure 3.  Two-dimensional planar extended hexagonal covering laws

    图 4  最大搜索半径与探测次数

    Figure 4.  Maximum search radius versus number of detections

    图 5  不同k值对应m的取值

    Figure 5.  Different values of k correspond to values of m

    图 6  探测航程

    Figure 6.  Comparison of detection ranges

    图 7  转弯次数

    Figure 7.  Comparison of number of turns

    图 8  a的取值范围

    Figure 8.  Range of values of a

    图 9  ΔΔt的取值范围

    Figure 9.  Range of values of ΔΔt

    图 10  tmtstzΔt影响

    Figure 10.  Effect of tmtstz on Δt

    图 11  2种搜索方法动态目标仿真

    Figure 11.  Dynamic target simulation for both methods

    图 12  2种方法静态目标仿真

    Figure 12.  Static target simulation diagram for both methods

    表  1  本文方法主要参数规律

    Table  1.   Main parameters of proposed method

    层数l探测次数m航程s转弯次数z
    11s00
    27s0+63r5
    319s0+183r11
    n63n623n6+1s0+33(n62n6)r6(n61)1
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    表  2  扩展方形搜索方法主要参数规律

    Table  2.   Extended square search method main parameter law

    层数l探测次数m航程s转弯次数z
    11s00
    24s0+32r2
    39s0+82r4
    n4n42s0+2(n421)r2(n41)
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    表  3  动态目标搜索效能对比

    Table  3.   Dynamic target search performance comparison

    方法平均探测次数/次平均探测时间/h平均航程/km
    本文方法14.742.7788.15
    扩展方形搜索方法18.703.4492.70
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    表  4  静态目标搜索效能对比

    Table  4.   Static target search performance comparison

    方法平均探测次数/次平均搜索时间/h平均航程/km
    本文方法 9.736.1442.02
    扩展方形搜索方法11.536.9941.36
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-11-30
  • 录用日期:  2022-03-05
  • 网络出版日期:  2022-04-25
  • 整期出版日期:  2023-10-31

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