پوشش حجمی جهتدار کامل از میدان دید دوربین ها در شبکه ی حسگر بی سیم
چکیده
ترکیب حسگرهای تصویر با تکنولوژی شبکه های حسگربی سیم تکنولوژی جدیدی به نام شبکه های حسگر بصری را به وجود آورده است. شبکه های حسگر بصری را می توان به عنوان توسعه ای ازشبکه های حسگر بی سیم قدیمی دانست، که در آن حسگرهای تصویر، جایگزین حسگرهای اسکالر شده است. استفاده از حسگرهای تصویر در شبکه های حسگر بصری چالش ها و مسائل جدیدی برای این شبکه ها به وجود آورده و بسیاری از راه کارهای شبکه های حسگر قدیمی برای این شبکه ها کارآمد نیست. یکی از مسائل اساسی در شبکه های حسگر، مسأله پوشش است که به طور مستقیم با کیفیت نهایی کاربرد مورد نظر در ارتباط است. وقتی درباره پوشش بحث می شود، می خواهیم با در نظر گرفتن کیفیت پوشش و اتصالات گره ها تشخیص دهیم که چگونه ناحیه ی مورد نظر به وسیله گره های بی سیم ادراک می شود و چگونه گره های اضافی استفاده می شود تا طول عمر شبکه افزایش یابد. در اکثر الگوریتم های پوشش موجود، به دلیل پیچیدگی در طراحی و تحلیل پوشش حجمی، مسأله پوشش در سطح صفحه بررسی شده است. این الگوریتم ها علی رغم سادگی، کمتر امکان پیاده سازی برای محیط های واقعی را دارند و برای دیدبانی دقیق نیاز به الگوریتم هایی است که پوشش حجمی کامل محیط را تضمین می کند، بنابراین در این پایان نامه به بررسی پوشش حجمی محیط پرداخته شده است. در پوشش حجمی هدف انتخاب حسگرهای مناسب برای پوشش از یک ارتفاع کمینه تا یک ارتفاع بیشینه می باشد. یکی از تفاوت های مهم شبکه های حسگر بصری با شبکه های حسگر قدیمی مدل ادراک حسگرها می باشد که چگونگی مدل ادراک حسگرها از عوامل تأثیرگذار در روند بررسی مسأله پوشش می باشد. بنابراین در این پایان نامه در راستای بررسی پوشش حجمی به وسیله حسگرهای دوربین، مدل ادراک حسگرها به صورت مخروط در نظرگرفته شده و جهت تشخیص همسایه های ادراکی حسگرها روشی براساس تقاطع مخروط، ارائه گردیده است. در این پایان نامه شبکه حسگر بصری به صورت ابرگراف مدل شده و مسأله پوشش در آن به مسأله یافتن مجموعه برخورد کمینه کاهش یافته است. مسأله پوشش در شبکه با دو آرایش تصادفی و منظم حسگرها بررسی شده است. در شبکه با آرایش تصادفی، انتخاب حسگرها با هدف دستیابی به بیشترین پوشش و هم چنین استفاده موثر از انرژی شبکه انجام می شود. شبیه سازی ها نشان می دهد که تقریب پوشش حجمی با روش بررسی پوشش در چندین سطح و همچنین روش دسته بندی حسگرها و انتخاب براساس حسگرهای دسته بندی شده پیچیدگی کمی دارد و درصد پوشش به دست آمده از این روش ها نیز نزدیک به روش های حریصانه است. در روش های حریصانه حسگرها براساس اطلاعات دقیق پوشش محیط انتخاب می شوند. در شبکه با آرایش منظم، حسگرها قابلیت تنظیم فاصله کانونی را دارند و بعضی از ناحیه ها نیز نیاز است با کیفیت بالاتری نسبت به سایر ناحیه ها دیده شوند. در این مسأله هدف انتخاب حسگرها و تنظیم فاصله کانونی مناسب برای آن ها به گونه ای است که مناطق مشخص شده با کیفیت دلخواه دیده شوند و سایر ناحیه ها نیز با بیشترین کیفیت ممکن پوشش داده شوند.