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龍圖騰網(wǎng)恭喜三亞哈爾濱工程大學(xué)南海創(chuàng)新發(fā)展基地;哈爾濱工程大學(xué)申請的專利一種面向多水下機(jī)器人協(xié)同搜索的任務(wù)區(qū)域劃分和聚類方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115437243B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-29發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202211198250.1，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05B13/02；該發(fā)明授權(quán)一種面向多水下機(jī)器人協(xié)同搜索的任務(wù)區(qū)域劃分和聚類方法是由蔡凱錢;張國成;孫玉山;李曄;毛發(fā)俊;張亮太;鄭淏天;李岳明;曹建;田尉岐;吳桐;劉湛設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-09-29向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種面向多水下機(jī)器人協(xié)同搜索的任務(wù)區(qū)域劃分和聚類方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供一種面向多水下機(jī)器人協(xié)同搜索的任務(wù)區(qū)域劃分和聚類方法，本發(fā)明涉及水下機(jī)器人協(xié)同搜索技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明基于UUV作業(yè)幅寬的任務(wù)區(qū)域網(wǎng)格化初步劃分；對任務(wù)區(qū)域內(nèi)各網(wǎng)格的重要度賦權(quán)；任務(wù)區(qū)域邊界內(nèi)部最大區(qū)域的選取與相近重要度網(wǎng)格的聚類方法；邊緣區(qū)域的精細(xì)化處理；基于幾何特征的聚合區(qū)域分類及相應(yīng)搜索路徑規(guī)劃策略的歸納。本發(fā)明網(wǎng)格劃分的計算量可控，對于任意任務(wù)區(qū)域，只要確定了網(wǎng)格化的間隔寬度，網(wǎng)格化的過程是簡便而穩(wěn)定的，其計算量也跟網(wǎng)格劃分的精細(xì)程度大體成正比，在本發(fā)明所應(yīng)用的方法中，其計算量通常總是較小的。

本發(fā)明授權(quán)一種面向多水下機(jī)器人協(xié)同搜索的任務(wù)區(qū)域劃分和聚類方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種面向多水下機(jī)器人協(xié)同搜索的任務(wù)區(qū)域劃分和聚類方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：基于UUV作業(yè)幅寬的任務(wù)區(qū)域網(wǎng)格化初步劃分；步驟二：對任務(wù)區(qū)域內(nèi)各網(wǎng)格的重要度賦權(quán)；步驟三：任務(wù)區(qū)域邊界內(nèi)部最大區(qū)域的選取與相近重要度網(wǎng)格的聚類方法；步驟四：邊緣區(qū)域的精細(xì)化處理；步驟五：基于幾何特征的聚合區(qū)域分類及相應(yīng)搜索路徑規(guī)劃策略的歸納；所述步驟三具體為：S3.1：選取內(nèi)部最大區(qū)域的方法為，對任務(wù)區(qū)域S邊界以內(nèi)且與邊界無交集的網(wǎng)格，選取其中坐標(biāo)值xmin,yminxmax,ymaxxmin,ymaxxmax,ymin的4個網(wǎng)格節(jié)點，記構(gòu)成的矩形為Q，當(dāng)Q所圍的網(wǎng)格數(shù)最大時記作Qmax，Qmax為內(nèi)部最大區(qū)域；S3.2：對重要度在K±I區(qū)間內(nèi)的網(wǎng)格進(jìn)行聚類整合，其中，I為包容度，取值在5％K～25％K，采用差分法，以1％K為步長對網(wǎng)格的聚類進(jìn)行測試并輸出結(jié)果，選取其中區(qū)域劃分合理的I值作為算法的指定參數(shù)輸入值；S3.3：對區(qū)域劃分中明顯可優(yōu)化的部分進(jìn)行人工二次聚合，保證內(nèi)部區(qū)域聚合的合理高效；S3.4：對明顯大于平均劃分區(qū)域S聚類＞3S平均的聚類區(qū)域，稱作超界區(qū)域，考慮單個UUV對其進(jìn)行搜索時耗時較長，為提高搜索效率分割為數(shù)個合適大小的區(qū)域；所聚合區(qū)域的重要度取區(qū)域內(nèi)重要度最高值K+I，且聚合原則為，低重要度可以向高重要度聚合，反之不行；為保證相近重要度網(wǎng)格聚類時內(nèi)部最大區(qū)域Qmax的整體性，同時兼顧重要度嚴(yán)格相近網(wǎng)格的聚類原則；對于超出Qmax邊界的網(wǎng)格進(jìn)行聚類時應(yīng)遵循更嚴(yán)格的規(guī)則，即Qmax邊界外的網(wǎng)格重要度只有落在K±0.2I區(qū)間內(nèi)，再同Qmax邊界內(nèi)的網(wǎng)格進(jìn)行聚類形成對邊緣區(qū)域L的侵蝕和隔斷；所述步驟四具體為：S4.1：以Qmax邊界延伸與任務(wù)區(qū)域S邊界所圍的區(qū)域記為邊緣區(qū)域L，Qmax延伸的邊與任務(wù)區(qū)域S邊界所圍的區(qū)域從最左部分區(qū)域，坐標(biāo)最小值區(qū)域開始，順時針方向排序，分別記作邊緣區(qū)域L1,L2,L3,L4每一個區(qū)域穿越前一個區(qū)域的邊界不計以免重疊；S4.2：邊緣區(qū)域L是任務(wù)區(qū)域S內(nèi)Qmax以外的區(qū)域，即L＝S-Qmax，由S的邊界所穿過的網(wǎng)格及其鄰近網(wǎng)格構(gòu)成，并被Qmax的邊界分隔開；S4.3：對邊緣區(qū)域L的聚類處理，邊界穿過網(wǎng)格內(nèi)所含的實際有效任務(wù)區(qū)域不同，根據(jù)精細(xì)度需求，對邊界穿過的網(wǎng)格采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格再次劃分，聚類時剔除其中與S交集為空的小網(wǎng)格；S4.4：對邊緣區(qū)域L的聚類，除被內(nèi)部不同重要度聚合區(qū)域隔斷開的情況，均以S邊界Qmax邊界所圍形成的邊緣區(qū)域Li，聚合成階梯多邊形或矩形Li*，對被內(nèi)部不同重要度區(qū)域隔斷開的邊緣區(qū)域Li1,Li2,...,Lin分別聚合成邊緣區(qū)域Li*1，Li*2，…,Li*n，其中i＝1,2,3,4。

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