一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法，通过建立边缘可用带宽约束关系、边缘可用存储约束关系、系统覆盖性约束关系、系统总效用函数，将满足所述边缘可用带宽约束关系、所述边缘可用存储约束关系以及所述系统覆盖性约束关系时，且所述系统总效用函数的数值最大的情况下的前端节点的集合作为最优协同节点集，将所述最优协同节点集内的前端节点作为系统前端节点。本发明专利技术在边缘节点的可用带宽和可用存储资源有限的情况下，利用已有的海量前端节点重构一个实现尽可能大范围的区域覆盖和更高的系统效能的视频监控系统，将冗余部署的前端节点剔除，解决了针对不同应用需求而独立建设的现有视频监控系统之间前端设备重复部署，造成一定的设备冗余的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法


[0001]本专利技术涉及节点协同选择领域，尤其涉及的是一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法。

技术介绍

[0002]随着计算机、图像/视频处理、嵌入式硬件等相关技术的发展，基于视觉传感设备的视频监控系统在城市治理中发挥着日益重要的作用。目前，大、中城市中已经部署了大量摄像头，规模在数十万级到百万级，用于安防、交通、警务、城管等众多行业中，分别由各自的主管部门负责建设和管理。由于不同部门的职能不同，摄像头的用途也不同，视频监控系统基本上是各单位独立运营、管理和维护的，因此，不同应用背景的视频监控系统之间、不同行政区域的相同应用系统之间都可能存在数据保护或者网络隔离的情况，还会导致前端设备的重复部署，造成一定的设备冗余。
[0003]因此，某些情况下，还需要对现有视频监控系统进行重构，对已有前端设备重新组织与调度管理，实现已有资源整合和充分利用。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法，旨在解决针对不同应用需求而独立建设的现有视频监控系统之间前端设备重复部署，造成一定的设备冗余的问题。
[0005]本专利技术解决问题所采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法，其中，所述方法包括：
[0007]建立边缘可用带宽约束关系；
[0008]建立边缘可用存储约束关系；r/>[0009]建立系统覆盖性约束关系；
[0010]建立系统总效用函数；
[0011]将满足所述边缘可用带宽约束关系、所述边缘可用存储约束关系以及所述系统覆盖性约束关系时，且所述系统总效用函数的数值最大的情况下的前端节点的集合作为最优协同节点集，将所述最优协同节点集内的前端节点作为系统前端节点。
[0012]在一种实施方式中，所述建立边缘可用带宽约束关系包括：
[0013]获取直接与前端节点相连的每一个边缘节点的视频传输可用带宽数据以及隶属于所述每一个边缘节点的前端节点的数量；
[0014]获取所述前端节点的视频传输码率；
[0015]根据所述每一个边缘节点的视频传输可用带宽数据、所述隶属于所述每一个边缘节点的前端节点的数量、所述前端节点的视频传输码率以及所述前端节点的启用标志，建立边缘可用带宽约束关系。
[0016]在一种实施方式中，所述边缘可用带宽约束关系的公式为：
[0017][0018]其中，N为直接与前端节点相连的边缘节点数量；为第i个边缘节点的视频传输可用带宽数据；M
i
为隶属于第i个边缘节点的前端节点数量；为与第i个边缘节点相连的第j个前端节点的视频传输码率，其中，j＝1,2,...,M
i
；x
ij
为与第i个边缘节点相连的第j个前端节点的启用标志。
[0019]在一种实施方式中，所述建立边缘可用存储约束关系包括：
[0020]获取所述每一个边缘节点的可用存储资源数据；
[0021]获取所有视频数据的存储期限，对所述存储期限、所述视频传输码率、所述可用存储资源数据进行单位统一操作，得到标准存储期限、标准视频传输码率、标准可用存储资源数据；
[0022]根据所述前端节点的视频传输码率、所述前端节点的启用标志、所述标准存储期限、所述每一个边缘节点的标准可用存储资源数据建立边缘可用存储约束关系。
[0023]在一种实施方式中，所述边缘可用存储约束关系的公式为：
[0024][0025]其中，为所述每一个边缘节点的标准可用存储资源数据；T为所述标准存储期限。
[0026]在一种实施方式中，所述建立系统覆盖性约束关系包括：
[0027]获取预设的覆盖范围数据以及地理信息数据，根据所述预设的覆盖范围数据以及所述地理信息数据生成若干个离散覆盖区域；
[0028]获取所述若干个离散覆盖区域的经度和纬度数据，根据经度和纬度数据筛选出所述离散覆盖区域中的经度最大值、纬度最大值、经度最小值和纬度最小值；
[0029]根据所述经度最大值、所述纬度最大值、所述经度最小值和所述纬度最小值，建立连续区域；
[0030]将所述连续区域进行切分，并对切分后得到的网格根据第一标识或者第二标识进行标记，标记完毕后根据所述第一标识以及所述第二标识，生成系统覆盖区域掩膜；
[0031]获取所有备用前端节点的节点覆盖区域掩膜；
[0032]获取覆盖率参数；
[0033]基于所述系统覆盖区域掩膜、所述所有备用前端节点的节点覆盖区域掩膜以及所述覆盖率参数建立系统覆盖性约束关系。
[0034]在一种实施方式中，所述将所述连续区域进行切分，并对切分后得到的网格根据第一标识或者第二标识进行标记，标记完毕后根据所述第一标识以及所述第二标识，生成系统覆盖区域掩膜包括：
[0035]对所述连续区域进行网格化离散处理，将所述连续区域切分成若干个第一网格；
[0036]获取所述第一网格的中心点的位置信息；
[0037]当所述第一网格的中心点的位置信息位于所述若干个离散覆盖区域其中一个之内时，根据第一标识标记所述第一网格；
[0038]当所述第一网格的中心点的位置信息位于所述若干个离散覆盖区域之外时，根据第二标识标记所述第一网格；
[0039]根据所有第一网格标记的第一标识、第二标识，生成以矩阵形式表达的系统覆盖区域掩膜。
[0040]在一种实施方式中，所述获取所有备用前端节点的节点覆盖区域掩膜包括：
[0041]获取所有前端节点的位置信息，将所有前端节点的位置信息与所述连续区域进行匹配，当所述前端节点的位置信息位于所述连续区域之内时，将所述前端节点作为备用前端节点，得到备用前端节点集合；
[0042]获取每一个备用前端节点的覆盖范围信息；
[0043]分别将每一个备用前端节点的覆盖范围信息与所有第一网格的网格中心点进行匹配，根据匹配结果将网格中心点位于所述备用前端节点的覆盖范围之内的第一网格通过第一标记进行标识，将网格中心点位于所述备用前端节点的覆盖范围之外的第一网格通过第二标记进行标识，标识完毕以后根据所述第一标记以及所述第二标记生成以矩阵形式表达的每一个备用前端节点的节点覆盖区域掩膜，以实现获取所有备用前端节点的节点覆盖区域掩膜。
[0044]在一种实施方式中，所述系统覆盖性约束关系的公式为：
[0045][0046]其中，C
region
表示系统覆盖区域掩膜，C
ij
表示与第i个边缘节点相连的第j个前端节点的节点覆盖区域掩膜，x
ij
表示与第i个边缘节点相连的第j个前端节点的启用标志，*表示哈达玛积，∑∑表示对矩阵所有元素的求和，η表示覆盖率，sign(
·
)为符号函数，公式为：
[0047]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法，其特征在于，所述方法包括：建立边缘可用带宽约束关系；建立边缘可用存储约束关系；建立系统覆盖性约束关系；建立系统总效用函数；将满足所述边缘可用带宽约束关系、所述边缘可用存储约束关系以及所述系统覆盖性约束关系时，且所述系统总效用函数的数值最大的情况下的前端节点的集合作为最优协同节点集，将所述最优协同节点集内的前端节点作为系统前端节点。2.根据权利要求1所述的一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法，其特征在于，所述建立边缘可用带宽约束关系包括：获取直接与前端节点相连的每一个边缘节点的视频传输可用带宽数据以及隶属于所述每一个边缘节点的前端节点的数量；获取所述前端节点的视频传输码率；根据所述每一个边缘节点的视频传输可用带宽数据、所述隶属于所述每一个边缘节点的前端节点的数量、所述前端节点的视频传输码率以及所述前端节点的启用标志，建立边缘可用带宽约束关系。3.根据权利要求2所述的一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法，其特征在于，所述边缘可用带宽约束关系的公式为：其中，N为直接与前端节点相连的边缘节点数量；为第i个边缘节点的视频传输可用带宽数据；M
i
为隶属于第i个边缘节点的前端节点数量；为与第i个边缘节点相连的第j个前端节点的视频传输码率，其中j＝1,2,...,M
i
；x
ij
为与第i个边缘节点相连的第j个前端节点的启用标志。4.根据权利要求2所述的一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法，其特征在于，所述建立边缘可用存储约束关系包括：获取所述每一个边缘节点的可用存储资源数据；获取所有视频数据的存储期限，对所述存储期限、所述视频传输码率、所述可用存储资源数据进行单位统一操作，得到标准存储期限、标准视频传输码率、标准可用存储资源数据；根据所述前端节点的视频传输码率、所述前端节点的启用标志、所述标准存储期限、所述每一个边缘节点的标准可用存储资源数据建立边缘可用存储约束关系。5.根据权利要求4所述的一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法，其特征在于，所述边缘可用存储约束关系的公式为：其中，为所述每一个边缘节点的标准可用存储资源数据；T为所述标准存储期限。
6.根据权利要求1所述的一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法，其特征在于，所述建立系统覆盖性约束关系包括：获取预设的覆盖范围数据以及地理信息数据，根据所述预设的覆盖范围数据以及所述地理信息数据生成若干个离散覆盖区域；获取所述若干个离散覆盖区域的经度和纬度数据，根据经度和纬度数据筛选出所述离散覆盖区域中的经度最大值、纬度最大值、经度最小值和纬度最小值；根据所述经度最大值、所述纬度最大值、所述经度最小值和所述纬度最小值，建立连续区域；将所述连续区域进行切分，并对切分后得到的网格根据第一标识或者第二标识进行标记，标记完毕后根据所述第一标识以及所述第二标识，生成系统覆盖区域掩膜；获取所有备用前端节点的节点覆盖区域掩膜；获取覆盖率参数；基于所述系统覆盖区域掩膜、所述所有备用前端节点的节点覆盖区域掩膜以及所述覆盖率参数建立系统覆盖性约束关系。7.根据权利要求6所述的一种用于感知系统构建的前端节点优化选择方法，其特征在于，所述将所述连续区域进行切分，并对切分后得到的网格根据第一标识或者第二标识进行标记，标记完毕后根据所述第一标识以及所述第二标识，生成系统覆盖区域掩膜包括：对所述连续区域进行网格化离散处理，将所述连续...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀威，白鑫贝，纪雯，
申请(专利权)人：鹏城实验室，
类型：发明
国别省市：