本发明公布了一种三维有向异构移动传感器网络自部署方法，基于加权Voronoi划分和虚拟力计算，将自主部署过程转化为网络节点的自主移动、转动过程，包括：计算节点权值；调节节点方向在被监测区域内；进行Voronoi划分；计算Voronoi区域质心；计算虚拟斥力；计算节点所受虚拟斥力的合力、位移向量；计算每个节点合位移向量；更新节点位置；再调整边界节点的位置和方向信息，使节点回到被监测区域内；由此解决三维空间环境下有向异构移动传感器节点集中放置的空间区域覆盖问题；提升网络的覆盖率；快速完成节点的部署；保证网络的覆盖性能。
有向异构移动传感器网络在灾难救援中具有具大的应用潜力，可以充分利用不同规格的节点资源快速、近距离对灾难发生地点进行全方位监测，协助搜索被困人员、及时反馈现场信息。根据现有的资料表明，目前已有的自主部署算法，主要是针对二维平面环境进行区域覆盖，现有方法还难以解决针对三维空间内异构节点集中放置的空间区域覆盖，如何进行部署的问题。
为了克服上述现有技术的不足，解决三维空间环境下有向异构移动传感器网络中节点集中放置的空间区域覆盖问题，本发明提出一种基于Voronoi图的三维有向异构移动传感器网络自部署方法，基于加权Voronoi划分方法和虚拟力原理相结合，将有向移动传感器网络协同自主部署过程转化为节点的自主移动、自主转动的过程，适于有向异构移动传感器网络的自主部署。
一种基于Voronoi图的三维有向异构移动传感器网络自部署方法，基于加权Voronoi划分和虚拟力计算，将有向移动传感器网络协同自主部署过程转化为节点的自主移动、自主转动的过程，由此解决三维空间环境下有向移动传感器节点集中放置的空间区域覆盖问题；
有向移动传感器网络由带有自主移动装置和有向传感器的节点组成，节点的感知范围是一个底面为球面的圆锥体，节点位于圆锥体锥顶；节点感知范围可以平动或转动；设节点感知模型表示为一个十元组 其中，P表示三维空间中的有向移动传感器节点P的位置坐标； 表示节点的有向传感器的感知方向，用三维向量表示，其中α、β、γ分别表示 与X轴、Y轴、Z轴的夹角；θ表示节点的有向
传感器的感知角度；C表示节点P的感知范围的内切球的球心坐标，称为节点的感知中心；R通表示节点最大通信距离；R感表示节点的最大感知距离；R斥表示产生虚拟斥力的最大距离，也是节点感知范围的内切球的半径；CV表示节点P的Voronoi区域的质心；Sn表示节点P的邻居节点集合，邻居节点是指节点感知中心与节点P的中心之间的距离小于等于R斥的节点；Vm表示节点P的Voronoi区域的顶点集合。
本发明提供了一种基于加权Voronoi划分方法和虚拟力原理相结合，适于有向异构移动传感器网络的自主部署方法，将有向移动传感器网络协同自主部署过程转化为节点的自主移动、自主转动的过程，能够解决三维空间环境下有向异构移动传感器网络中节点集中放置的空间区域覆盖问题。具体地，本发明方法具有以下技术优势：
一、本方法在Voronoi图方法的基础上引入了虚拟力的方法，使得集中放置的节点能够更好的分散到检测区域的各个地方极大的提升了网络的覆盖率；
二、本方法的收敛速度快，能够用较短的时间达到较高的网络覆盖率，快速完成节点的部署；
三、考虑了边界节点，调整边界节点的位置和方向，使得节点总是在监测区域内，保证网络的覆盖性能
