[發明專利]一種利用非精確遙控設備定位的分布式區域覆蓋劃分方法

在審

• 申請號: 201710184386.X
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106961685A
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 夏春秋
• 申請（專利權）人: 深圳市唯特視科技有限公司
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無人設備測控領域，尤其是涉及了一種利用非精確遙控設備定位的分布式區域覆蓋劃分方法。

背景技術

從前些年起，如何讓一個集群的遙控設備覆蓋某片區域從而自主地進行重要事件的監控，成為了研究的熱點。具體來講，它的任務是在指定的空間內，使用一組無人設備或者遙控設備組成一個檢測網絡，去監控此指定空間內重要事件的發生，在如深夜治安、醫院監控、廠房安全、和不適合人類工作的環境等場景中具有巨大應用前景。

盡管此研究吸引眾多關注及具有潛力，但成熟的方案并不多見，其中最主要的技術難點之一在于如何讓這組無人設備自主地去完全覆蓋需要檢測的區域而不需要全局調配，同時過往研究大都建立在非凸空間上，不能應付所有顯示場景。全局調配浪費資源，需要更好的裝備及持續的動力，假如能只利用相鄰無人設備之間的信息，就能達到局部配置的最優化，因此本文利用無人設備的非精確定位信息，在凸空間的條件下，創造了一種利用非精確遙控設備定位的分布式區域覆蓋劃分方法。

本發明提出了一種合理劃分檢測區域的新方法。定義一個全局凸空間和一組無人設備或遙控設備組成的機器探測網絡，固定其屬性。對于每個無人設備個體有對應的輸入，使用一階函數進行動態管理。對比研究使用泰森多邊形法則、有效泰森多邊形法則和基于圓盤的泰森多邊形法則進行半平面及平面的區域劃分，最后使用設計的分布式算法對路徑軌跡進行優化，得到無人遙控設備網絡的局部最優配置。本發明可以在凸空間下進行區域劃分，并且有效解決相鄰無人設備二者距離不同時其區域劃分問題。

發明內容

針對解決在無人設備監控事件發生時的空間劃分問題，本發明的目的在于提供一種基于無人設備的非精確定位信息的分布式區域覆蓋方法，提出了一種在凸空間下將無人設備自主路徑規劃局部最優化的框架。

為解決上述問題，本發明提供一種利用非精確遙控設備定位的分布式區域覆蓋劃分方法，其主要內容包括：

(一)感應全局區域設定；

(二)空間分割；

(三)分布式控制法則應用；

其中所述的感應全局區域設定，在監控狀態下設定一個閉合凸空間和一個由n個完全一致的尺寸可忽略的移動遙控設備(也可稱作節點)組成的測控網絡，其定義為：

其中u_i是每個遙控設備的輸入控制信號。

進一步地，所述的測控網絡，此網絡中每個移動遙控設備的位置的不確定性具有邊界則移動遙控設備的中心位置位于一個圓盤點內：

其中‖·‖是指歐幾里得度量，q_i是由設備返回的位置信息；

同時，每個移動遙控設備的感知區域小于等于所有設備所能感應的共同區域，即：

接著，在范圍內將一個移動遙控設備能探測到的所有區域稱為“有效感應區域”根據公式(2)(3)，在的情況下，

根據公式(4)，如果能精確地知道一個移動遙控設備的位置，即那么這個設備的有效感應區域等于它的所有探測區域；反之如果這個設備的未知位置可能性區域大于它的探測區域能力，則有效感應區域面積為0。

進一步地，所述的空間分割，包括泰森多邊形圖法則，有效泰森多邊形法則，對于圓盤點的有效泰森多邊形法則。

進一步地，所述的泰森多邊形圖法則，在閉合凸空間Ω內所有的點q中，對于每個移動遙控設備(節點)i，其泰森多邊形單元定義為：

泰森多邊形單元為閉合凸空間Ω的鑲嵌，即所有泰森多邊形單元無重疊無間隙地填充滿Ω，同時泰森多邊形對德拉內三角剖分具有二元性，假設點q_i的德勞內近鄰為：

N_i＝{j∈I_n,j≠i:∨_i∩∨_j≠0},i∈I_n(6)

因為分割泰森多邊形單元時只需要考慮其德勞內近鄰，則由公式(4)(5)可得，泰森多邊形單元的獲取可簡化為：

因此對于點q_i，其泰森多邊形單元的分割，用德勞內三角剖分和該點與N_i內所有點的半平面交界處劃分獲得。

進一步地，所述的有效泰森多邊形圖法則，在閉合凸空間Ω內所有的不確定區域D_i，D_i中含有所有的位置點可能性q_i，則有效泰森多邊形單元定義為：