一种野外红外相机布控选址方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种野外红外相机布控选址方法及系统，涉及红外相机应用技术领域，包括：获取待监测区域的数字地图和数字地形模型；确定红外相机布设区域；确定红外相机布设区域中的信号传播环境，并根据信号传播环境建立野外无线信号传播模型；根据相机端通信参数和野外无线信号传播模型计算野外红外相机通信距离；根据野外红外相机通信距离和数字地形模型在红外相机布设区域内布设红外相机。本发明专利技术一种野外红外相机布控选址方法及系统，基于已经确定的监测区和具有无线联网功能的新型野外红外相机，结合地形数据，实现了新型野外红外相机的可视化布控选址。从而构建数据无线回收网络，有效提高监测的时效性。有效提高监测的时效性。有效提高监测的时效性。

【技术实现步骤摘要】
一种野外红外相机布控选址方法及系统


[0001]本专利技术涉及红外相机应用
，具体涉及一种野外红外相机布控选址方法及系统。

技术介绍

[0002]红外相机被广泛应用于野生动物的监测与保护，目前已成为物种多样性监测中应用最为广泛的技术之一。传统的红外相机没有无线联网功能，依赖于人工回收数据，导致采集的数据有一定的延迟。采用具有无线联网功能的新型红外相机，可以构建无线数据回收网络，提高监测的时效性。
[0003]传统的红外相机通常采用单纯的公里网格规范布设，在布设前对监测样方制成1平方公里的网格，在网格中预设点位。然而对于进行无线联网的野外红外相机来说，无线信号会受到地形环境等诸多因素的影响，通过传统方式进行均有无线联网功能的野外红外相机容易造成信号无法入网等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是通过传统方式进行均有无线联网功能的野外红外相机容易造成信号无法入网等问题，目的在于提供一种野外红外相机布控选址方法及系统，解决上述问题。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一个方面的，本实施例提供了一种野外红外相机布控选址方法，包括：获取待监测区域的数字地图和数字地形模型；根据所述数字地形模型和监测需求在所述数字地图上确定红外相机布设区域；根据所述数字地形模型确定所述红外相机布设区域中的信号传播环境，并根据所述信号传播环境建立野外无线信号传播模型；根据相机端通信参数和所述野外无线信号传播模型计算野外红外相机通信距离；根据所述野外红外相机通信距离和所述数字地形模型在所述红外相机布设区域内布设红外相机。
[0006]现有技术中，对于具有无线联网功能的新型野外红外相机，若仅仅采用网格化布设，由于受野外地形环境的限制，不能有效地组成无线数据回收网络，从而无法及时回收布控相机的数据。
[0007]本实施例实施时，基于数字题图和数字地形模型进行野外红外相机的布设，其中需要根据数字地形模型和监测需求确定需要进行红外相机布设的基础区域，而通过数字地形模型可以进行无线电信号传播分析，从而建立起对应数字地形模型的野外无线信号传播模型，所述野外无线信号传播模型为在当前的数字地形模型中，相机收发信号的功率变化。应当理解的是，从本领域技术人员的角度来看，野外无线信号传播模型可以通过多种现有的无线电传播技术进行计算获取。而相机端通信参数和野外无线信号传播模型就可以计算
出相机在进行通信时，可以覆盖的范围，再通过数字地形模型对这个范围进行修正后，既可实现野外红外相机的布设。本实施例基于已经确定的监测区和具有无线联网功能的新型野外红外相机，结合地形数据，实现了新型野外红外相机的可视化布控选址。从而构建数据无线回收网络，有效提高监测的时效性。
[0008]进一步的，所述野外无线信号传播模型采用下式：式中，P
r
为信号接收功率，P
t
为信号发射功率，G为增益，为损耗，其中，d为接收端和发射端之间的距离，H
r
为发射端天线的有效高度，H
t
为接收端天线的有效高度，ζ为地形修正因子。
[0009]进一步的，采用下式计算野外红外相机通信距离：式中，P
i
为相机端信号接收功率，P
j
为相机端信号发射功率，L
i
为接收端馈线损耗，L
j
为发射端馈线损耗，G
i
为接收端天线增益，G
j
为发射端天线增益，f为无线电频率，ζ为地形修正因子，r为相机通信距离。
[0010]进一步的，根据所述野外红外相机通信距离和所述数字地形模型在所述红外相机布设区域内布设红外相机包括：在所述数字地图上有无线网络的位置选择初始相机的位置；当新增红外相机时，获取已有相机的三维坐标数据，并根据所述野外红外相机通信距离、所述三维坐标数据和所述数字地形模型生成已有相机的信号覆盖范围；在所述红外相机布设区域中属于所述信号覆盖范围的区域内新增红外相机。
[0011]进一步的，根据所述野外红外相机通信距离、所述三维坐标数据和所述数字地形模型生成已有相机的信号覆盖范围包括：根据所述三维坐标数据将所述红外相机布设于所述数字地形模型上，并以所述三维坐标数据为原点发出长度为所述野外红外相机通信距离的线段；当所述线段与所述数字地形模型的地形相交时，以所述相交点为所述信号覆盖范围的边界；当所述线段未与所述数字地形模型的地形相交时，以所述线段远离所述原点的一端为所述信号覆盖范围的边界。
[0012]进一步的，在所述红外相机布设区域中属于所述信号覆盖范围的区域内新增红外相机包括：通过覆盖率优化模型形成相机的最优数据回收网络；所述最优数据回收网络为使用最少的相机数目达到最大程度的布设区域覆盖网络。
[0013]根据所述最优数据回收网络确定布设相机的数量和位置，并在所述红外相机布设区域中属于所述信号覆盖范围的区域内新增红外相机。
[0014]进一步的，所述覆盖率优化模型采用下式：所述覆盖率优化模型采用下式：式中，C为所有红外相机的集合，C
i
和C
j
为集合C中的相机，为相机C
i
和相机C
j
之间距离，为所述野外红外相机通信距离，为相机C
i
的信号覆盖范围。
[0015]进一步的，所述覆盖率优化模型采用下式求解：式中，g为覆盖率目标函数，S为需红外相机布设区域总面积。
[0016]进一步的，所述最优数据回收网络中，每个相机的信号覆盖范围均是连通的。
[0017]在另一个方面，本实施例提供了采用上述中任意一种方法的一种野外红外相机布控选址系统，包括：获取模块，被配置为获取待监测区域的数字地图和数字地形模型；区域模块，被配置为根据所述数字地形模型和监测需求在所述数字地图上确定红外相机布设区域；建模模块，被配置为根据所述数字地形模型确定所述红外相机布设区域中的信号传播环境，并根据所述信号传播环境建立野外无线信号传播模型；距离模块，被配置为根据相机端通信参数和所述野外无线信号传播模型计算野外红外相机通信距离；布设模块，被配置为根据所述野外红外相机通信距离和所述数字地形模型在所述红外相机布设区域内布设红外相机。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术一种野外红外相机布控选址方法及系统，基于已经确定的监测区和具有无线联网功能的新型野外红外相机，结合地形数据，实现了新型野外红外相机的可视化布控选址。从而构建数据无线回收网络，有效提高监测的时效性。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术实施例方法步骤示意图；图2为本专利技术实施例系统架构示意图；图3为本专利技术实施例流程图；图4为本专利技术实施例相机通信区域示意图；图5为本专利技术实施例无线数据回收网络示意图。
具体实施方式
[0020]为使本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种野外红外相机布控选址方法，其特征在于，包括：获取待监测区域的数字地图和数字地形模型；根据所述数字地形模型和监测需求在所述数字地图上确定红外相机布设区域；根据所述数字地形模型确定所述红外相机布设区域中的信号传播环境，并根据所述信号传播环境建立野外无线信号传播模型；根据相机端通信参数和所述野外无线信号传播模型计算野外红外相机通信距离；根据所述野外红外相机通信距离和所述数字地形模型在所述红外相机布设区域内布设红外相机。2.根据权利要求1所述的一种野外红外相机布控选址方法，其特征在于，所述野外无线信号传播模型采用下式：式中，P
r
为信号接收功率，P
t
为信号发射功率，G为增益，为损耗，其中，d为接收端和发射端之间的距离，H
r
为发射端天线的有效高度，H
t
为接收端天线的有效高度，ζ为地形修正因子。3.根据权利要求1所述的一种野外红外相机布控选址方法，其特征在于，采用下式计算野外红外相机通信距离：式中，P
i
为相机端信号接收功率，P
j
为相机端信号发射功率，L
i
为接收端馈线损耗，L
j
为发射端馈线损耗，G
i
为接收端天线增益，G
j
为发射端天线增益，f为无线电频率，ζ为地形修正因子，r为相机通信距离。4.根据权利要求1所述的一种野外红外相机布控选址方法，其特征在于，根据所述野外红外相机通信距离和所述数字地形模型在所述红外相机布设区域内布设红外相机包括：在所述数字地图上有无线网络的位置选择初始相机的位置；当新增红外相机时，获取已有相机的三维坐标数据，并根据所述野外红外相机通信距离、所述三维坐标数据和所述数字地形模型生成已有相机的信号覆盖范围；在所述红外相机布设区域中属于所述信号覆盖范围的区域内新增红外相机。5.根据权利要求4所述的一种野外红外相机布控选址方法，其特征在于，根据所述野外红外相机通信距离、所述三维坐标数据和所述数字地形模型生成已有相机的信号覆盖范围包括：根据所述三维坐标数据将所述红外相机布设于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，胡绍湘，苏枚芳，侯蓉，刘鹏，罗敏，俞传涛，廖志武，
申请(专利权)人：成都大熊猫繁育研究基地，
类型：发明
国别省市：