專利名稱：一種無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的路徑覆蓋監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制技術(shù)領(lǐng)域，采用基于路徑覆蓋的方法以實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵路徑的完全覆蓋，在保持完全覆蓋的前提下，盡可能的減少多媒體傳感器的數(shù)量和提高反應(yīng)速度等，屬于傳感器覆蓋控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著無線網(wǎng)絡(luò)和傳感設(shè)備的高速發(fā)展，感知數(shù)據(jù)類型也迅速擴(kuò)充，由原來單一的數(shù)據(jù)發(fā)展到音頻、視頻、圖像等多媒體信息，并由此產(chǎn)生了以傳統(tǒng)無線傳感網(wǎng)為基礎(chǔ)的無線多媒體傳感網(wǎng)絡(luò)。其節(jié)點(diǎn)一般裝備有CMOS攝像頭、微型麥克風(fēng)以及其它具有簡單環(huán)境數(shù)據(jù)采集功能的傳感器，它們一般部署在無人值守的環(huán)境中自主地完成指定的任務(wù)，是一種能耗敏感的無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)。與只具有簡單環(huán)境數(shù)據(jù)采集功能的傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相比，無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)能感知信息量豐富的音頻、視頻、圖像等多媒體信息，能實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度、精準(zhǔn)信息的環(huán)境監(jiān)測，可廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)場可視化監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、安全監(jiān)控、交通監(jiān)控、智能家居、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。多媒體傳感器監(jiān)控系統(tǒng)是各行業(yè)重點(diǎn)部門或者重要場所進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控或回放錄像的基礎(chǔ)，是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，同時(shí)視頻監(jiān)控代替了人類實(shí)地的觀察，在一些惡劣環(huán)境等人類不方便出現(xiàn)的場合中得到了廣泛應(yīng)用。無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)流媒體是遠(yuǎn)程監(jiān)控的一個(gè)重要應(yīng)用，是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，以其直觀、準(zhǔn)確、及時(shí)和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用在許多場合。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的迅速發(fā)展和推廣，多媒體傳感器監(jiān)控系統(tǒng)的功能更加強(qiáng)大。目前國內(nèi)外大部分監(jiān)控系統(tǒng)都是靜態(tài)分布的，即事先布置多媒體傳感器，覆蓋所要關(guān)注的所有區(qū)域。然而，現(xiàn)實(shí)生活中，尤其對于野外科考來說，如果要覆蓋所有的區(qū)域，將需要大量的財(cái)力和物力，同時(shí)由于拍攝了一些并不是自己所關(guān)心的事件，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間來甄別出自己感興趣的錄像。路徑覆蓋是覆蓋控制研究中的一個(gè)熱點(diǎn)問題，尤其是在傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)施目標(biāo)監(jiān)測任務(wù)的情況下。目前，目標(biāo)跟蹤覆蓋控制集中在利用多節(jié)點(diǎn)間協(xié)作，喚醒運(yùn)動(dòng)目標(biāo)預(yù)測軌跡附近的休眠節(jié)點(diǎn)加入到跟蹤過程，在兼顧網(wǎng)絡(luò)能耗的同時(shí)，實(shí)施對移動(dòng)目標(biāo)的全力監(jiān)測。利用視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)方向的可調(diào)性，能夠減少部署傳感器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的同時(shí)，增強(qiáng)監(jiān)控效果，節(jié)約能量。本發(fā)明的主要功能是充分利用多媒體傳感器的特性，在一些關(guān)鍵路徑上部署少量的多媒體傳感器節(jié)點(diǎn)，在人工部署之后，能通過傳感設(shè)備的自我調(diào)控跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)來達(dá)到覆蓋全部路徑。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的路徑覆蓋監(jiān)控方法。對需要重點(diǎn)觀察的區(qū)域部署多媒體傳感器節(jié)點(diǎn)，當(dāng)感興趣的目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，例如動(dòng)物，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并通過利用無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)性，使得傳感器相互通信，協(xié)調(diào)工作，達(dá)到用較少的傳感器節(jié)點(diǎn)覆蓋目標(biāo)移動(dòng)的路徑。技術(shù)方案:本發(fā)明的一種無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的路徑覆蓋監(jiān)控方法具體為:I)覆蓋區(qū)域的分析和簡化:對于該區(qū)域中目標(biāo)經(jīng)常出現(xiàn)的路徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)知識得包含目標(biāo)活動(dòng)的所有路徑的最小平行曲線區(qū)域，包含所有可能出現(xiàn)的路徑，并利用測量工具得到兩條平行曲線的長度Len和距離Wid ;根據(jù)應(yīng)用場景，目標(biāo)移動(dòng)總是大致沿著特定的軌道運(yùn)動(dòng)，偏離的距離較少，因此Len遠(yuǎn)大于Wid ；因此，進(jìn)一步對該區(qū)域進(jìn)行簡化，將其簡化成一條長度為Len的線段，稱其為“關(guān)鍵路徑”；2)節(jié)點(diǎn)的部署:在需要觀察的關(guān)鍵路徑上部署攝像頭節(jié)點(diǎn)，對于攝像頭節(jié)點(diǎn)，其已知參數(shù)包括視角α，感知半徑Rad，將多媒體傳感器節(jié)點(diǎn)部署到距離關(guān)鍵路徑Dis處，由于多媒體節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的可調(diào)性，根據(jù)幾何關(guān)系，可以得到覆蓋關(guān)鍵路徑長度為Len的多媒體節(jié)點(diǎn)的最少個(gè)數(shù)Num為:
權(quán)利要求
1.一種無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的路徑覆蓋監(jiān)控方法，其特征在于該方法包括: 1)覆蓋區(qū)域的分析和簡化: 對于該區(qū)域中目標(biāo)經(jīng)常出現(xiàn)的路徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)知識得包含目標(biāo)活動(dòng)的所有路徑的最小平行曲線區(qū)域，包含所有可能出現(xiàn)的路徑，并利用測量工具得到兩條平行曲線的長度Len和距離Wid ;根據(jù)應(yīng)用場景，目標(biāo)移動(dòng)總是大致沿著特定的軌道運(yùn)動(dòng)，偏離的距離較少，因此Len遠(yuǎn)大于Wid ;因此，進(jìn)一步對該區(qū)域進(jìn)行簡化，將其簡化成一條長度為Len的線段，稱其為“關(guān)鍵路徑”； 2)節(jié)點(diǎn)的部署: 在需要觀察的關(guān)鍵路徑上部署攝像頭節(jié)點(diǎn)，對于攝像頭節(jié)點(diǎn)，其已知參數(shù)包括視角α，感知半徑Rad，將多媒體傳感器節(jié)點(diǎn)部署到距離關(guān)鍵路徑Dis處，由于多媒體節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的可調(diào)性，根據(jù)幾何關(guān)系，可以得到覆蓋關(guān)鍵路徑長度為Len的多媒體節(jié)點(diǎn)的最少個(gè)數(shù)Num為:.TLen
全文摘要
本發(fā)明提供一種無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的路徑覆蓋監(jiān)控方法，在一些關(guān)鍵路徑上部署少量的多媒體傳感器節(jié)點(diǎn)，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)多節(jié)點(diǎn)間協(xié)作，當(dāng)感興趣的目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，喚醒運(yùn)動(dòng)目標(biāo)預(yù)測軌跡附近的休眠節(jié)點(diǎn)加入到跟蹤過程，在兼顧網(wǎng)絡(luò)能耗的同時(shí)，實(shí)施對移動(dòng)目標(biāo)的全力監(jiān)測。利用視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)方向的可調(diào)性，減少節(jié)點(diǎn)部署傳感器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的同時(shí)，能夠增強(qiáng)監(jiān)控效果，節(jié)約能量。
文檔編號H04W84/18GK103188707SQ201310077450
公開日2013年7月3日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者孫力娟, 孫朋, 王汝傳, 黃海平, 于佩佩, 魏勛, 黃俊杰, 丁燚 申請人:南京郵電大學(xué)