[發明專利]基于CS理論的無人值守區域監測系統

在審

• 申請號: 201910631653.2
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110418108A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 吳鍵;黃明傳;李澤昀;王欣
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明一種基于CS理論的無人值守區域的監測系統，包括若干圖像傳感器節點、若干簇頭節點、匯聚節點和終端監控中心；其中，所述若干圖像傳感器節點和若干簇頭節點組成多個簇型網絡，每個簇型網絡包括若干圖像傳感器采集節點和一個簇頭節點，所述圖像傳感器采集節點用于對目標圖像信息進行壓縮感知采集，并把采集到的圖像數據發送給所屬簇的簇頭節點。所述簇頭節點按照規定好的路徑以多跳傳輸的形式，將圖像數據傳輸到匯聚節點。所述匯聚節點用于根據圖像數據進行目標圖像信息的融合與重構，并將融合后的圖像數據發送到終端監控中心進行顯示。本發明能夠直觀的長久實現對闖入無人區域的目標監測。

技術領域

本發明屬于目標圖像信息監測技術，具體為一種基于CS理論的無人值守區域監測系統。

背景技術

長期以來，邊防站，建筑工地和野外等重要場所一般都需要人為監控。使用基于人的監測會受到各種條件的影響，而且很難實現全天候監測。因此，通過在野外重要的交叉路口等實施全天候的無人值守監控，可以節省很多的人力和財力，具有重要的現實意義。

傳統的無人值守區域的目標監測系統比較貴，而且設施搭建復雜。傳統的方法通常要在監測區域布置監控攝像頭，這種方法需要大規模的布線，在電源供給困難的區域不易部署，同時，在某些人無法到達的地區，如受污染地區，環境遭到破壞的地區或敵對地區和一些臨時場合，如果固定通信網絡被破壞，則難以執行目標監視。并且監控攝像頭布局完成后，很難根據監控站點靈活地更改布局。監控中心數據量比較大，能耗大，維護麻煩等。

發明內容

本發明的目的在于提出了一種基于CS理論的無人值守區域的監測系統。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于CS理論的無人值守區域的監測系統，包括若干圖像傳感器節點、若干簇頭節點、匯聚節點和終端監控中心；其中，所述若干圖像傳感器節點和若干簇頭節點組成多個簇型網絡，每個簇型網絡包括若干圖像傳感器采集節點和一個簇頭節點，所述圖像傳感器采集節點用于對目標圖像信息進行壓縮感知采集，并把采集到的圖像數據發送給所屬簇的簇頭節點，所述簇頭節點按照規定好的路徑以多跳傳輸的形式，將圖像數據傳輸到匯聚節點，所述匯聚節點用于根據圖像數據進行目標圖像信息的重構，并將重構后的圖像數據發送到終端監控中心進行顯示。

優選地，所述圖像傳感器節點包括處理器模塊、無線通信模塊、圖像采集模塊、數據存儲模塊以及電源模塊。所述處理器模塊控制采集模塊進行壓縮感知采集，并將采集的圖像數據通過無線通信模塊發送給所屬的簇頭節點。

優選地，所述圖像采集模塊將基于壓縮感知的圖像處理方法引入到網絡系統中，使用改進的沃爾什變換對圖像數據進行編碼，具體編碼方法如下：

步驟1、將編碼所需的沃爾什變換的頭文件包含進圖像編碼的源碼中；

步驟2、分配指向圖像頻域的指針以及指向圖像時域的指針；利用沃爾什變換方法，得到沃爾什變換點數，即所生成矩陣維數；

步驟3、將步驟2中生成的矩陣維數直接賦值給數組X1；

步驟4、將步驟2中生成的矩陣維數進行因式分解，采用蝶形快速算法給數組X2賦值；

步驟5、遍歷數組X1、X2，將數組X1、X2的值與步驟2中得到的矩陣維數數值相除得到系數，將系數賦給觀測矩陣F；

步驟6、從步驟5生成的觀測矩陣F中隨機抽取30％個像素點，得到壓縮后的目標圖像矩陣。

優選地，所述簇頭節點包括處理器模塊、無線通信模塊和電源模塊。所述處理器模塊通過控制無線通信模塊接收終端監控中心的數據請求命令，并將簇內節點無線發送過來的數據轉發到其他簇頭節點。