机器人在线覆盖 Spiral-STC算法 python

Spiral-STC（Spiral Spanning Tree Construction）算法是一种基于生成树的无线传感器网络覆盖算法。它可以在保证较小的边长的同时，构建一棵覆盖整个传感器网络的生成树。

以下是用 Python 实现 Spiral-STC 算法的代码：

import math

class Sensor:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y
        self.covered = False

def distance(s1, s2):
    return math.sqrt((s1.x - s2.x)**2 + (s1.y - s2.y)**2)

def find_nearest_uncovered_sensor(s, sensors):
    nearest = None
    min_distance = float("inf")
    for sensor in sensors:
        if not sensor.covered:
            d = distance(s, sensor)
            if d < min_distance:
                nearest = sensor
                min_distance = d
    return nearest

def construct_spiral_tree(sensors):
    start = sensors[0]
    start.covered = True
    tree = [start]
    while True:
        current = tree[-1]
        nearest = find_nearest_uncovered_sensor(current, sensors)
        if nearest is None:
            break
        nearest.covered = True
        tree.append(nearest)
    return tree

# Example usage
sensors = [
    Sensor(0, 0),
    Sensor(1, 1),
    Sensor(2, 2),
    Sensor(3, 3),
    Sensor(4, 4),
    Sensor(5, 5),
    Sensor(6, 6),
    Sensor(7, 7),
    Sensor(8, 8),
    Sensor(9, 9)
]
tree = construct_spiral_tree(sensors)
for sensor in tree:
    print(sensor.x, sensor.y)

在上面的代码中，我们定义了一个 `Sensor` 类来表示传感器节点。`distance` 函数用于计算两个传感器节点之间的距离。`find_nearest_uncovered_sensor` 函数用于找到离当前传感器节点最近的未覆盖节点。`construct_spiral_tree` 函数用于构建 Spiral-STC 算法生成的生成树。

我们可以使用 `construct_spiral_tree` 函数来构建生成树，并输出生成树上的节点坐标。在上面的示例中，我们定义了一个包含 10 个传感器节点的传感器网络，并使用 `construct_spiral_tree` 函数构建了该网络的生成树。输出如下：

0 0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9

这些节点构成了一条从左下角到右上角的对角线，这是 Spiral-STC 算法生成的生成树的一种常见形态。