技術特征：

1.一種利用有向移動傳感器網絡節(jié)點覆蓋三維空間大目標的方法，其特征在于，該方法包括：

根據三維空間大目標的所有外凸點獲得所述三維空間大目標的質心；

以所述質心為球心獲得所述三維空間大目標的外接球；

根據移動節(jié)點之間的虛擬力，以及所述移動節(jié)點與所述三維空間大目標的外接球之間的虛擬力圍繞所述三維空間大目標的外接球部署所述移動節(jié)點；

根據所述移動節(jié)點和所述質心的連線調整所述移動節(jié)點的朝向，以使所述朝向指向所述球心。

2.如權利要求1所述的利用有向移動傳感器網絡節(jié)點覆蓋三維空間大目標的方法，其特征在于，所述三維空間大目標的外接球的半徑為所述質心與所述外凸點之間的最大距離。

3.如權利要求1所述的利用有向移動傳感器網絡節(jié)點覆蓋三維空間大目標的方法，其特征在于，所述虛擬力包括：所述移動節(jié)點之間的節(jié)點虛擬引力、所述移動節(jié)點之間的節(jié)點虛擬斥力、所述移動節(jié)點與所述三維空間大目標的外接球之間的虛擬引力、以及所述移動節(jié)點與所述三維空間大目標的外接球之間的虛擬斥力。

4.如權利要求3所述的利用有向移動傳感器網絡節(jié)點覆蓋三維空間大目標的方法，其特征在于，所述移動節(jié)點靜止時，所述移動節(jié)點受到的所述移動節(jié)點之間的節(jié)點虛擬引力、所述移動節(jié)點之間的節(jié)點虛擬斥力、所述三維空間大目標的外接球之間的虛擬引力和所述三維空間大目標的外接球之間的虛擬斥力的合力為零。

5.如權利要求3所述的利用有向移動傳感器網絡節(jié)點覆蓋三維空間大目標的方法，其特征在于，所有所述外凸點的集合為S_a＝{S₁,S₂,...,S_k}，所述質心為C_T，所述質心C_T的計算公式如公式(1)所示：

$C_T(x_T,y_T,z_T)=(\frac{\underset{i=1}{\overset{k}{\Σ}}{x}_k}{k},\frac{\underset{i=1}{\overset{k}{\Σ}}{y}_k}{k},\frac{\underset{i=1}{\overset{k}{\Σ}}{z}_k}{k})---\left(1\right)$

其中，k表示外凸點的最大數目，通過計算外凸點的集合內所有外凸點的坐標的平均值即可得到質心C_T，也就是三維空間大目標的外接球的球心；x_T為質心的X軸坐標；y_T為質心的Y軸坐標；z_T為質心的Z軸坐標；x_k為外凸點的X軸坐標；y_k為外凸點的Y軸坐標；z_k為外凸點的Z軸坐標；

由于外凸點與質心C_T的最遠距離就是三維空間大目標的外接球的半徑，記為R_T，該半徑R_T的計算公式如公式(2)所示：

$R_T=\max \{\sqrt{{(x_1-x_T)}^2+{(y_1-y_T)}^2+{(z_1-z_T)}^2},\mathrm{...},\sqrt{{(x_k-x_T)}^2+{(y_k-y_T)}^2+{(z_k-z_T)}^2}\}---\left(2\right)$

其中，x_T為質心的X軸坐標；y_T為質心的Y軸坐標；z_T為質心的Z軸坐標；x_k為外凸點的X軸坐標；y_k為外凸點的Y軸坐標；z_k為外凸點的Z軸坐標。

6.如權利要求3所述的利用有向移動傳感器網絡節(jié)點覆蓋三維空間大目標的方法，其特征在于，所述移動節(jié)點由自主移動裝置和有向傳感器組成，所述移動節(jié)點的感知范圍為圓錐體，所述移動節(jié)點位于圓錐體錐頂，所述移動節(jié)點在所述虛擬力的作用下平動或轉動，其中，轉動是以圓錐體錐頂為中心進行旋轉。

7.如權利要求6所述的利用有向移動傳感器網絡節(jié)點覆蓋三維空間大目標的方法，其特征在于，所述移動節(jié)點的感知模型用一個八元組<P,θ,C,R_引,R_斥,C_T,R_T,S_n>表示，其中，P為移動節(jié)點的位置；θ表示所述有向傳感器的感知角度；C為移動節(jié)點感知范圍外接球的球心；R_引表示移動節(jié)點的最大通信距離，也是移動節(jié)點之間產生節(jié)點虛擬引力的最大距離；R_斥表示動節(jié)點之間產生節(jié)點虛擬斥力的最大距離，R_斥小于等于R_引且大于等于R_外；R_外為移動節(jié)點感知范圍外接球的半徑；C_T表示所述三個維空間大目標的質心；R_T表示所述三個維空間大目標的外接球的半徑；S_n為移動節(jié)點的鄰居移動節(jié)點的集合，鄰居移動節(jié)點是指與移動節(jié)點之間的距離小于等于最大通信距離R_引的節(jié)點；R_外的計算公式如公式(3)所示：

其中，x_C為移動節(jié)點感知范圍外接球的球心C的X軸坐標；y_C為移動節(jié)點感知范圍外接球的球心C的Y軸坐標；z_C為移動節(jié)點感知范圍外接球的球心C的Z軸坐標；x_P為移動節(jié)點的X軸坐標；y_P為移動節(jié)點的Y軸坐標；z_P為移動節(jié)點的Z軸坐標。

8.如權利要求7所述的利用有向移動傳感器網絡節(jié)點覆蓋三維空間大目標的方法，其特征在于，移動節(jié)點之間的虛擬力的具體計算步驟包括：

確定當前移動節(jié)點P_n感知范圍外接球的球心C_n，以及每個鄰居移動節(jié)點感知范圍外接球的球心集合C＝{C₁,C₂,…}，其中，所有鄰居移動節(jié)點的集合為S_n＝{P₁,P₂,…}；

計算當前移動節(jié)點P_n感知范圍外接球的球心C_n與每個鄰居移動節(jié)點P_m∈S_n感知范圍外接球的球心C_m之間的距離的計算方法如公式(4)所示：

$D_{(C_n,C_m)}=\sqrt{{(x_{C_m}-x_{C_n})}^2+{(y_{C_m}-y_{C_n})}^2+{(z_{C_m}-z_{C_n})}^2}---\left(4\right)$

其中，為當前移動節(jié)點P_n感知范圍的外接球球心C_n的X軸坐標；為當前移動節(jié)點P_n感知范圍的外接球球心C_n的Y軸坐標；為當前移動節(jié)點P_n感知范圍的外接球球心C_n的Z軸坐標；為鄰居移動節(jié)點P_m感知范圍對應的外接球球心C_m的X軸坐標；為鄰居移動節(jié)點P_m感知范圍對應的外接球球心C_m的Y軸坐標；為鄰居移動節(jié)點P_m感知范圍對應的外接球球心C_m的Z軸坐標；

計算所有鄰居移動節(jié)點P_m對當前移動節(jié)點P_n的虛擬力虛擬力包括節(jié)點虛擬引力和節(jié)點虛擬斥力，其中虛擬力計算公式如公式(5)所示：

其中，k_斥，λ_斥為斥力系數，k_引，λ_引為引力系數；為單位向量，表示由當前移動節(jié)點P_n感知范圍外接球的球心C_n指向鄰居移動節(jié)點P_m感知范圍外接球的球心C_m的引力方向；

計算當前移動節(jié)點P_n受到所有鄰居移動節(jié)點P_m的節(jié)點虛擬引力和節(jié)點虛擬斥力的合力，如公式(6)所示：

${\stackrel{\&RightArrow;}{F}}_n=\underset{P_m\&Element;S}{\&Sigma;}{\stackrel{\&RightArrow;}{F}}_{(n,m)}---\left(6\right)$

其中，為當前移動節(jié)點P_n與其中一個鄰居移動節(jié)點P_m之間的節(jié)點虛擬引力或節(jié)點虛擬斥力。

9.如權利要求8所述的利用有向移動傳感器網絡節(jié)點覆蓋三維空間大目標的方法，其特征在于，移動節(jié)點與三維空間大目標的外接球之間的虛擬力的具體計算步驟包括：

計算當前移動節(jié)點P_n與質心C_T的距離，如公式(7)所示；

$D_{(C_n,C_T)}=\sqrt{{(x_{C_n}-x_{C_T})}^2+{(y_{C_n}-y_{C_T})}^2+{(z_{C_n}-z_{C_T})}^2}---\left(7\right)$

其中，為當前移動節(jié)點P_n感知范圍的外接球球心C_n的X軸坐標；為當前移動節(jié)點P_n感知范圍的外接球球心C_n的Y軸坐標；為當前移動節(jié)點P_n感知范圍的外接球球心C_n的Z軸坐標；為質心C_T的X軸坐標；為質心C_T的Y軸坐標；為質心C_T的Z軸坐標；

計算三維空間大目標的外接球對當前移動節(jié)點P_n的虛擬引力，如公式(8)所示：

其中，為單位向量，表示由當前移動節(jié)點P_n感知范圍的外接球球心C_n指向質心C_T的引力方向；k_引，λ_引為引力系數；

計算三維空間大目標的外接球對當前移動節(jié)點P_n的虛擬斥力，如公式(9)所示：

其中，為單位向量，表示由當前移動節(jié)點P_n感知范圍的外接球球心C_n指向質心C_T的引力方向；k_引，λ_引為引力系數；

計算當前移動節(jié)點P_n所受三維空間大目標的外接球的虛擬引力和虛擬斥力的合力，如公式(10)所示：

其中，為當前移動節(jié)點P_n和三維空間大目標的外接球之間的虛擬引力和虛擬斥力的合力。

10.如權利要求9所述的利用有向移動傳感器網絡節(jié)點覆蓋三維空間大目標的方法，其特征在于，根據所述移動節(jié)點和所述質心的連線調整所述移動節(jié)點的朝向的步驟，具體包括：

計算單位向量和單位向量之間的夾角α，其中，為由當前移動節(jié)點P_n指向當前移動節(jié)點P_n感知范圍外接球的球心C_n的單位向量，為當前移動節(jié)點P_n指向質心C_T的單位向量，其中，夾角α的計算如公式(11)所示：

$\mathrm{\&alpha;}=arccos\left(\frac{\stackrel{\&RightArrow;}{v}\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{t}}{\left|\stackrel{\&RightArrow;}{v}\right|\left|\stackrel{\&RightArrow;}{t}\right|}\right)---\left(11\right)$

調整當前移動節(jié)點P_n的朝向，以使當前移動節(jié)點P_n的朝向指向質心C_T，其中，若α≤π，當前移動節(jié)點P_n轉動方向為順時針，旋轉角度為α，否則逆時針旋轉2π-α。