【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多媒体传感器覆盖控制和智能计算两个领域,具体涉及一种基于差分 进化的视频传感器网络覆盖增强实现方法。
技术介绍
通信技术、嵌入式技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟,推动了现代无线传 感器网络的产生和发展。随着监测环境的日趋复杂多变,由传统传感器网络所获取的简单 数据愈加不能满足人们对环境监测的全面需求,迫切需要将信息量丰富的音频、视频等媒 体引入到以传感器网络为基础的环境监测活动中来,由此,多媒体传感器网络应运而生。视 频传感器网络作为多媒体传感器网络的一种,借助内置视频传感器监测所在周边环境内的 图像、视频信息,典型的视频传感器网络通常由视频传感器节点、汇聚节点、控制中心等构 成。视频传感器节点随你部署在指定的监测区域内,采集的图像、视频信息沿着其它视频传 感器节点逐跳传送到汇聚节点,最后通过Internet网络或通信卫星到达控制中心。用户通 过控制中心对视频传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据。 覆盖控制是保障视频传感器网络目标检测性能的一个关键问题,旨在优化网络空 间资源,以更好地完成环境感知、信息获取,是整个检测任务得以继续进行的基础。视频传 感器网络中节点感知受方向性限制,其感知范围是一个以节点为圆心,半径为其感知距离 的扇形区域,传统基于全向感知模型的传感器网络部署及覆盖优化方法已不再适用于具有 方向性感知特性的视频传感器节点。根据视频节点的感知特性建立了全新的有向感知模 型。依据有向感知模型,设计合理高效的视频传感器网络部署方法及节点控制策略,研究兼 顾能量有效和可靠监测的网 ...
【技术保护点】
一种基于差分进化的视频传感器网络覆盖增强实现方法,其特征在于:包含下述三个基本流程:(1)首先根据监测区域现场实际环境,将连续的二维平面离散化,即用一系列平行于x、y轴的直线将平面划分成均匀的网格,平行直线间距离称为粒度,粒度越小覆盖率的计算精度越高,反之亦然,并将网格中心点的坐标信息上传给控制中心;(2)在监测区域内随机部署一定数量的视频传感器节点,视频节点是固定的,一经部署其坐标位置不再改变,视频节点通过GPS或定位算法获取自身的位置坐标,然后各个节点将自身的坐标信息、感知方向经过多跳中继路由发送给汇聚节点,汇聚节点汇总收到信息并通过Internet等外部网络转发给控制中心;(3)控制中心汇总上传的信息,以各视频节点感知方向角为决策变量,监测区域覆盖率为目标函数,通过差分进化算法变异、交叉、选择三项操作逐步逼近最佳节点感知方向以获得覆盖率的最大化,控制中心发布节点方向控制指令至视频传感器网络,汇聚节点将各个节点方向控制指令发送到视频节点调整其感知方向,减少网络感知重叠区和感知盲区,实现覆盖增强。
【技术特征摘要】
1. 一种基于差分进化的视频传感器网络覆盖增强实现方法,其特征在于:包含下述三 个基本流程: (1) 首先根据监测区域现场实际环境,将连续的二维平面离散化,即用一系列平行于 x、y轴的直线将平面划分成均匀的网格,平行直线间距离称为粒度,粒度越小覆盖率的计算 精度越高,反之亦然,并将网格中心点的坐标信息上传给控制中心; (2) 在监测区域内随机部署一定数量的视频传感器节点,视频节点是固定的,一经部署 其坐标位置不再改变,视频节点通过GPS或定位算法获取自身的位置坐标,然后各个节点 将自身的坐标信息、感知方向经过多跳中继路由发送给汇聚节点,汇聚节点汇总收到信息 并通过Internet等外部网络转发给控制中心; (3) 控制中心汇总上传的信息,以各视频节点感知方向角为决策变量,监测区域覆盖率 为目标函数,通过差分进化算法变异、交叉、选择三项操作逐步逼近最佳节点感知方向以获 得覆盖率的最大化,控制中心发布节点方向控制指令至视频传感器网络,汇聚节点将各个 节点方向控制指令发送到视频节点调整其感知方向,减少网络感知重叠区和感知盲区,实 现覆盖增强。2. 根据权利要求1所述的基于差分进化的视频传感器网络覆盖增强实现方法,其特征 在于:所述的视频传感器网络是由视频传感器节点、汇聚节点、控制中心等组成的,视频传 感器节点散布在指定的监测区域内,其采集的数据沿着其它视频传感器节点逐跳传送到汇 聚节点,最后通过Internet网络或通信卫星到达控制中心,用户通过控制中心对视频传感 器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据。3. 根据权利要求1所述的基于差分进化的视频传感器网络覆盖增强实现方法,其特征 在于:所述的视频传感器节点是有向传感器节点,可将有向传感节点的方向性感知能力抽 象为一个扇形,扇形的圆心S为节点,扇形的半径r为节点的感知半径,扇形的中轴线为节 点的感知方向,中轴线与x轴之间的夹角0即为视频节点的感知方向角,且0 G [〇,2 3〇, 感知方向即可用单位向量^(cosAsin^表示,中轴线与扇形边界的夹角p为节点的传感偏 移角度,视频节点的传感区域视角为如。4. 根据权利要求1所述的基于差分进化的视频传感器网络覆盖增强实现方法,其特征 在于:所述的流程(1)进一步包括以下操作内容:用一系列平行于x、y轴的直线将监测区 域Q划分成K个均匀的网格,平行直线间距离Ad称为粒度,则网格的规格为AdX Ad的 矩形,网格的中心点称为像素点,像素点的集合记为I I AK| |,在计算监测区域覆盖率时,就 以I I AK| |代替连续平面Q,将每个像素点的坐标信息qj(Xj,yj),j G {1,2,…,K}传送 至控制中心。5. 根据权利要求1所述的基于差分进化的视频传感器网络覆盖增强实现方法,其特征 在于:所述的流程(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员:熊伟丽,刘欣,陈敏芳,姚乐,徐保国,
申请(专利权)人:江南大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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