[发明专利]一种识别精度驱动的无线视觉传感器节点室内布置方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于无线传感器网络领域，特别涉及一种识别精度驱动的无线视觉传感器节点室内布置方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network)是当今涉及多学科高度交叉的前沿热点研究领域。它综合了传感器技术，现代计算机网络技术，嵌入式计算技术及分布式计算和控制技术等。分布于网络中的节点通过各种传感器对周围环境进行实时的感知和信息的采集，节点之间利用无线通信模块进行协作，信息共享，知识融合，使用分布式计算和控制技术，对网络的下一步行为进行决策。无线传感器网络把物理环境和信息世界有机地融合在一起，大大地提高了认知环境能力，拓展了计算智能在现实环境中的应用。

无线传感器节点一般分布安装于环境当中，对其功耗，稳定性和安全性有较高的要求，从而限制了其计算和处理能力。所以，节点上的传感器一般必须具有简单、低速的特点。但随着人们对环境信息采集和认知的要求越来越高，视觉传感器具有信息量大，精确度高和简单易用的特点使得其在无线传感器网络节点中的应用成为趋势。无线视觉传感器节点要求节点的硬件平台有较强的计算能力，能够对视觉传感器获取的图像进行快速地处理，同时要求节点的功耗尽可能的低，在使用电池供电的情况下工作尽可能长的时间。目前国内有关无线传感器节点布置问题的相关研究刚刚起步，并提出了一些解决方案。2008年授予何弢等人的发明专利CN 101222398A“无线传感器网络中传感器的部分覆盖布局方法”提出了一种传感器的部分覆盖布局设计方案。该方案的重点在于只覆盖网络的关键部分以延长整个无线传感器网络的生命时间。同年授予蒋鹏等人的发明专利CN 101262285A“基于概率的三维无线传感器网络覆盖方法”提出了一种传感器的布置方案，该方案将网络的覆盖范围从平面延伸到空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种识别精度驱动的无线视觉传感器节点室内布置方法。该方法针对基于视觉传感器的无线传感器网络这一特定环境，提出了一种经济有效并满足无线传感器网络覆盖范围和识别精度的要求的传感器布置方案，特别适用于工业/家居智能环境下的机器人导航或者监控系统。

本发明公开了一种识别精度驱动的无线视觉传感器节点室内布置方法，包括如下步骤：

步骤一：根据建筑物内部空间结构建立空间立体模型，在空间立体模型内部设置视觉传感器节点，根据视觉传感器节点在空间立体模型内部的位置构建视觉传感器节点工作空间的拓扑图；其中，建筑物内部走廊拓扑成连通的图模型；

步骤二：视觉传感器所采得的图像为矩形，根据视觉传感器安装高度和角度的不同，其在地面对应的被监测区域为不同的梯形；

步骤三：在识别精度、摄像头分辨率、建筑物空间尺寸的限制下，确定视觉传感器的安装参数，使得单个视觉传感器的监测区域最大；

步骤四：所有视觉传感器的监测区域总和覆盖立体拓扑图内部；

步骤五：按照一种基于联想的节点配置方法计算每个视觉传感器的安装参数和覆盖整个拓扑图所需要的节点个数及每个节点的安装位置。

所述步骤三为：

(A)计算视觉传感器沿成像图像宽度方向安装时拍摄到的有效长度d_ew，在空间尺寸和监视精度dpixel=2wp·H·[tan(θ+α)-tanθ]≤dlimit]]>的限制下，计算使得d_ew取最大值d_ewmax时的安装角度θ′；