Skip to main content
SUPERVISOR
Shadrokh Samavi
شادرخ سماوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zohreh Molaei radani
زهره مولائی ردانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Directional Volumetric Coverage of Cameras’ Field of View in Wireless Sensor Network
A combination of the image sensor with wireless sensor network (WSN) technology has resulted in a new technology, named visual wireless sensor network (VSV). V can be seen as an extension of WSN that image sensor is replaced with scalar sensor. The use of image sensors in visual wireless sensor network brings with it a set of practical and research challenges, so traditional wirele sensor networks approaches are not feasible for these networks. Coverage is one of the fundamental problems in V that directly impact on final quality of the application. In the coverage issue, how the monitored field is sensed with wireless nodes and how the redundant nodes can be used to prolong the network’s lifetime, should be considered. Conventional studies of coverage problem focus on two-dimension or plane coverage. However these simplified plane coverage models cannot accurately characterize the actual situation for visual sensor networks. Hence, accurate monitoring needs algorithms which guarantee full volumetric coverage. So in this thesis, we consider volumetric coverage, in volumetric coverage the aim is to select sensors for cover the monitoring field from minimum height to maximum height. One of the main differences between V and W is sensing model that is an effective factor in coverage problem. So in this thesis sensing model of a sensor is considered as a 3D cone and in order to find sensing neighbors, a method based on intersection of the corresponding cones of each camera has been proposed. In this thesis, visual wireless sensor network is modeled as a hypergraph and coverage problem is reduced to find a minimum hitting set in the hypergraph.Volumetriccoverage problem has been studied in network with randomly and deterministic sensor deployment. In network with randomly deployment, the goal of selection is to obtain maximum coverage and efficient use of network energy. Simulation results show that, estimatevolumetriccoverage with multi planevolumetriccoverage method, that select sensor to coverage multi plane and cluster basedvolumetriccoverage method that, clusters sensor and using formed clusters for selecting sensors to preserve volumetriccoverage have less complexity and is efficient.The coverage rate of these method is closed to greedy method. In greedy method sensors are selected according to accurate information fromthe environment. In networks with deterministic deployment, sensors havethe capabilityof focal length adjustment and regiohadifferent resolution requirement for coverage. Therefore, in this thesis, the objective is selecting cameras and setting the camera’s resolution to fulfill the quality requirements. Keywords: Wireless Visual sensor network, sensing model, volumetric coverage problem, camera selection.
ترکیب حسگرهای تصویر با تکنولوژی شبکه‌های حسگربی‌سیم تکنولوژی جدیدی به نام شبکه‌های حسگر بصری را به‌وجود آورده است. شبکه‌های حسگر بصری را می‌توان به‌عنوان توسعه‌ای ازشبکه‌های حسگر بی‌سیم قدیمی دانست، که در آن حسگرهای تصویر، جایگزین حسگرهای اسکالر شده‌است. استفاده از حسگرهای تصویر در شبکه‌های حسگر بصری چالش‌ها و مسائل جدیدی برای این شبکه‌ها به‌وجود آورده و بسیاری از راه‌کارهای شبکه‌های حسگر قدیمی برای این شبکه‌ها کارآمد نیست. یکی از مسائل اساسی در شبکه‌های حسگر، مسأله پوشش است که به‌طور مستقیم با کیفیت نهایی کاربرد مورد نظر در ارتباط است. وقتی درباره پوشش بحث می‌شود، می‌خواهیم با در نظر گرفتن کیفیت پوشش و اتصالات گره‌ها تشخیص دهیم که چگونه ناحیه‌ی مورد نظر به‌وسیله گره‌های بی‌سیم ادراک می‌شود و چگونه گره‌های اضافی استفاده می‌شود تا طول عمر شبکه افزایش یابد. در اکثر الگوریتم‌های پوشش موجود، به‌دلیل پیچیدگی در طراحی و تحلیل پوشش حجمی، مسأله پوشش در سطح صفحه بررسی شده است. این الگوریتم‌ها علی‌رغم سادگی، کمتر امکان پیاده‌سازی برای محیط‌های واقعی را دارند و برای دیدبانی دقیق نیاز به الگوریتم‌هایی است که پوشش حجمی کامل محیط را تضمین می‌کند، بنابراین در این پایان‌نامه 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 می‌باشد. یکی از تفاوت‌های مهم شبکه‌های حسگر بصری با شبکه‌های حسگر قدیمی مدل ادراک حسگرها می‌باشد که چگونگی مدل ادراک حسگرها از عوامل تأثیرگذار در روند بررسی مسأله پوشش می‌باشد. بنابراین در این پایان‌نامه در راستای بررسی پوشش حجمی به‌وسیله حسگرهای دوربین، مدل ادراک حسگرها به صورت مخروط در نظرگرفته شده و جهت تشخیص همسایه‌های ادراکی حسگرها روشی براساس تقاطع مخروط، ارائه گردیده است. در این پایان‌نامه 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 هم‌چنین استفاده مؤثر از انرژی شبکه انجام می‌شود. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که تقریب پوشش حجمی با روش بررسی پوشش در چندین سطح و همچنین روش دسته‌بندی حسگرها و انتخاب براساس حسگرهای دسته‌بندی شده پیچیدگی کمی دارد و درصد پوشش به دست‌آمده از این روش‌ها نیز نزدیک به روش‌های حریصانه است. در روش‌های حریصانه حسگرها براساس اطلاعات دقیق پوشش محیط انتخاب می‌شوند. در شبکه با آرایش منظم، حسگرها قابلیت تنظیم فاصله کانونی را دارند و بعضی از ناحیه‌ها نیز نیاز است با کیفیت بالاتری نسبت به سایر ناحیه‌ها دیده شوند. در این مسأله هدف انتخاب حسگرها و تنظیم فاصله کانونی مناسب برای آن‌ها به‌گونه‌ای است که مناطق مشخص شده با کیفیت دلخواه دیده شوند و سایر ناحیه‌ها نیز با بیشترین کیفیت ممکن پوشش داده شوند. کلمات کلیدی: 1- شبکه حسگربصری، 2- مدل ادراک ، 3- مسأله پوشش حجمی، 4- انتخاب دوربین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی