多空间场景感知网络的均匀优化研究王庆龙江南大学
为满足工作场景实时数据监控的要求,无线传感器网络需布撒大量节点用以提供可靠的数据监测服务,便捷且高效的随机布撒成为其最佳选择。但随机布撒会导致感知网络初始感知效能低下,叠加节点监测场景一般为视距空间与非视距空间联合作用下的多空间室外场景,障碍物与地形复杂并存,从而致使感知网络覆盖质量不佳,能耗骤增。论文针对多空间场景下感知网络的均匀优化问题,设计兼顾立体感知与遮蔽效应的多空间节点调度算法,有效降低节点感知重叠区和盲区,实现多空间场景下区域覆盖质量的增强。论文主要研究成果如下1)针对立体空间内,感知节点随机布撒导致的遮蔽误判与网络冗余问题,给出了感知节点覆盖视距空间与非视距空间联合作用下的多空间场景(Coverage of stereo perception models in Three-Dimensional Complex Terrains,CTDCT)的解决方案。强调以立体感知模型刻画多空间场景下节点感知质量,结合视距与非视距场景下感知盲区的判定,解决遮蔽覆盖的误判问题;引入点集到场景可行域的映射,初筛节点分布与减小冗余的双增益网络;利用全迭代周期内非线性调整节点位置,前期提升网络多样性,后期优化局部拓扑结构;设计节点移动步长,使其受冗余节点的激励,提升网络与现有环境间的耦合程度。(2)针对传感网在多空间场景适用性薄弱的弊端,论文给出多空间场景修正下的传感网均匀优化(Uniform optimization of Sensor Network under Multi-space scene Correction,USNMC)解决方案。从节点“各向异性”问题入手,以节点覆盖区域地理信息为支撑建立多空间场景下的修正模型,实现场景从多空间到二维平面的过渡;引入网络插值更新,完成对最佳网络拓扑的精准定位,从单一网络层面避免局部最优隐患;利用权重去冗余机制叠加节点调度的非线性更新策略,提升网络差异性,削弱节点随机布撒而带来的偶然性与不可靠性。(3)将感知节点覆盖视距与非视距共存场景的节点调度算法与实际工程中工地扬尘感知相结合,设计了基于网络均匀优化的工地扬尘感知系统。系统采用云计算平台运行网络均匀优化算法,估算扬尘感知设备安放位置,实时采集上传扬尘数据;并以网页端、微信小程序与云平台为操作媒介,将CTDCT算法技术用来解决现实场景内的信息全面感知。
发表于 2023-4-10 19:58:04
1)针对立体空间内,感知节点随机布撒导致的遮蔽误判与网络冗余问题,给出了感知节点覆盖视距空间与非视距空间联合作用下的多空间场景(Coverage of stereo perception models in Three-Dimensional Complex Terrains,CTDCT)的解决方案。强调以立体感知模型刻画多空间场景下节点感知质量,结合视距与非视距场景下感知盲区的判定,解决遮蔽覆盖的误判问题;引入点集到场景可行域的映射,初筛节点分布与减小冗余的双增益网络;利用全迭代周期内非线性调整节点位置,前期提升网络多样性,后期优化局部拓扑结构;设计节点移动步长,使其受冗余节点的激励,提升网络与现有环境间的耦合程度。(2)针对传感网在多空间场景适用性薄弱的弊端,论文给出多空间场景修正下的传感网均匀优化(Uniform optimization of Sensor Network under Multi-space scene Correction,USNMC)解决方案。从节点“各向异性”问题入手,以节点覆盖区域地理信息为支撑建立多空间场景下的修正模型,实现场景从多空间到二维平面的过渡;引入网络插值更新,完成对最佳网络拓扑的精准定位,从单一网络层面避免局部最优隐患;利用权重去冗余机制叠加节点调度的非线性更新策略,提升网络差异性,削弱节点随机布撒而带来的偶然性与不可靠性。(3)将感知节点覆盖视距与非视距共存场景的节点调度算法与实际工程中工地扬尘感知相结合,设计了基于网络均匀优化的工地扬尘感知系统。系统采用云计算平台运行网络均匀优化算法,估算扬尘感知设备安放位置,实时采集上传扬尘数据;并以网页端、微信小程序与云平台为操作媒介,将CTDCT算法技术用来解决现实场景内的信息全面感知。