[发明专利]面向三维场景的无线传感器网络区域覆盖两级映射方法

摘要

本发明是一种面向三维场景的无线传感器网络区域覆盖两级映射方法，其目的是提供一种三维场景下无线传感器网络覆盖区域的映射方法。该方法侧重于从三维场景到二维平面的映射过程，采用两级映射的思想，先将表面不规则的三维模型地形上各离散点映射到表面规则的圆锥上，再将圆锥沿母线侧面展开为扇形，同时将圆锥表面各离散点映射到二维平面上，实现三维地形上各离散点到二维平面上对应点的映射转换。通过本发明提出的方法，可充分利用无线传感器网络中节点感知的三维地形信息，真正从三维角度实现对监测区域的覆盖。

主权项

一种面向三维场景的无线传感器网络区域覆盖两级映射方法，其特征在于该方法包含在以下具体步骤中：初始场景设置：步骤1） 配置监测场景及传感器节点：设置需要采用无线传感器网络监测的区域场景大小；初始化监测场景中无线传感器节点的数量、布撒位置、主感知方向及感知半径；模型地形：步骤2）设置模型地形：模型地形定义为，表面凹凸不规则的整体单个凸起的三维地形，步骤3）基于模型地形的三维复杂场景离散处理：将三维场景中的地形段与模型地形进行类比处理，对于凸型地形，类比为模型地形；对于凹形地形，类比为倒置的模型地形；而对于平地，则跳过两级映射的步骤，直接采用已有的二维地形覆盖方法求解；第一级映射：步骤4）为模型地形配置对应圆锥：对于由不同的三维地形所得到的模型地形，设计能将其全部包含的三维圆锥体，且该圆锥与模型地形表面至少有一个切点，作为此模型地形的对应圆锥；步骤5）三维模型地形离散点与圆锥表面对应映射关系计算：当模型地形被包含在对应圆锥内时，以步骤4）所得的对应圆锥的中心轴为三维模型地形的轴，将模型地形表面的离散点，在平行于底面的平面内，沿轴到该点的方向，映射到对应圆锥表面；至此，实现三维场景表面的第一级映射，即将三维地形表面的离散点映射至对应圆锥表面；第二级映射：步骤6）将圆锥展开成扇形：将步骤4）所得的对应圆锥沿其任一母线展开，得到对应扇形；以扇形的顶点为极点，以所选展开母线对应扇形的边为极轴，建立极坐标系；步骤7）圆锥表面各离散点映射到二维平面上的对应点：此步骤是将步骤5）所得到的对应圆锥上的离散点映射到由步骤6）所得的扇形二维平面上，因此，各点之间存在一一对应的映射关系；至此，得到第二级映射后，实现了三维地形表面的离散点与二维平面点的对应。