本發(fā)明涉及多探頭監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種報(bào)警探頭自動(dòng)覆蓋檢測(cè)優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代化建筑與設(shè)施管理的復(fù)雜化，監(jiān)控系統(tǒng)在安全管理中的地位愈加重要。多探頭監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各類場(chǎng)景中，涵蓋了從工業(yè)廠房、倉(cāng)儲(chǔ)物流到商業(yè)建筑和公共設(shè)施的全面安全監(jiān)控。這些場(chǎng)景通常具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、監(jiān)控面積廣、監(jiān)控點(diǎn)分布不均等特征，傳統(tǒng)的單探頭監(jiān)控模式難以覆蓋所有關(guān)鍵區(qū)域，因此需要借助多探頭協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)全方位、無(wú)死角的監(jiān)控。在這一背景下，探頭的安裝密度和分布策略成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素，直接影響監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋效果和監(jiān)控效率。

2、然而，多探頭系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中往往面臨探頭監(jiān)控范圍重疊和監(jiān)控盲區(qū)的問題。探頭之間的重復(fù)覆蓋不僅會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，還可能因信號(hào)干擾引發(fā)誤報(bào)警或漏報(bào)警的現(xiàn)象。此外，由于監(jiān)控區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化或環(huán)境中障礙物的干擾，部分區(qū)域可能未被有效覆蓋，形成監(jiān)控盲區(qū)。這些問題嚴(yán)重影響了監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，尤其在大規(guī)模復(fù)雜場(chǎng)景中，無(wú)法通過簡(jiǎn)單的人工調(diào)整來解決。因此，如何自動(dòng)檢測(cè)并優(yōu)化探頭覆蓋，消除重疊區(qū)域與盲區(qū)，成為亟待解決的技術(shù)難題。

3、為了解決上述問題，現(xiàn)提供一種技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種報(bào)警探頭自動(dòng)覆蓋檢測(cè)優(yōu)化方法及系統(tǒng)，通過對(duì)探頭之間的覆蓋冗余程度進(jìn)行深入分析與精準(zhǔn)標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)冗余覆蓋現(xiàn)象的有效識(shí)別。針對(duì)冗余區(qū)域內(nèi)的各個(gè)探頭，對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行逐一分析，以確保所有探頭在該區(qū)域的運(yùn)行效果均處于預(yù)定的可控范圍之內(nèi)。在運(yùn)行效果滿足要求的情況下，根據(jù)各探頭的實(shí)際工作狀態(tài)，結(jié)合其監(jiān)控效果，對(duì)探頭的監(jiān)控管轄區(qū)域進(jìn)行重新劃分和優(yōu)化調(diào)整。通過這一動(dòng)態(tài)優(yōu)化過程，能夠有效避免多個(gè)探頭對(duì)同一監(jiān)控區(qū)域的重復(fù)覆蓋現(xiàn)象，減少了系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，提升了監(jiān)控效率。此外，不僅優(yōu)化了探頭的監(jiān)控范圍，還通過實(shí)時(shí)評(píng)估探頭的運(yùn)行效果，確保在復(fù)雜環(huán)境下各監(jiān)控區(qū)域的覆蓋質(zhì)量。最終，通過消除覆蓋冗余問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)資源的精細(xì)化管理與合理分配，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和監(jiān)控質(zhì)量，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、s1，獲取各探頭的監(jiān)測(cè)區(qū)域。

4、s2，識(shí)別每個(gè)探頭監(jiān)測(cè)區(qū)域中的重疊區(qū)域。

5、s3，根據(jù)重疊區(qū)域，確定重疊區(qū)域是否存在多余覆蓋和監(jiān)測(cè)盲區(qū)。

6、s4，若重疊區(qū)域存在多余覆蓋，則基于各探頭的運(yùn)行情況重新選擇探頭監(jiān)測(cè)重疊區(qū)域，并調(diào)整對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)區(qū)域。

7、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟s1包括以下內(nèi)容：

8、s1.1，獲取各探頭的物理安裝位置和方位角數(shù)據(jù)。

9、s1.2，通過讀取探頭的硬件參數(shù)，包括探頭的監(jiān)測(cè)范圍，確定探頭的覆蓋區(qū)域形狀。

10、s1.3，將探頭的覆蓋范圍與場(chǎng)景內(nèi)的三維空間模型相結(jié)合，采用voronoi圖計(jì)算探頭的監(jiān)測(cè)區(qū)域；具體過程：

11、s1.3.1.設(shè)每個(gè)探頭的位置在三維空間中表示為pi(xi,yi,zi)，其中i表示第i個(gè)探頭，xi,yi,zi分別為探頭的三維坐標(biāo)。

12、每個(gè)探頭的覆蓋范圍以其監(jiān)測(cè)半徑ri和覆蓋角度θi定義；探頭的覆蓋區(qū)域模型簡(jiǎn)化為一個(gè)三維錐體，頂點(diǎn)為探頭位置，錐體的軸線方向與探頭的朝向一致，底面為覆蓋范圍的最大區(qū)域。

13、s1.3.2.將探頭的三維坐標(biāo)視為幾何算法的輸入節(jié)點(diǎn)，通過幾何算法計(jì)算這些節(jié)點(diǎn)間的鄰近關(guān)系。

14、s1.3.3.計(jì)算每個(gè)探頭的監(jiān)測(cè)區(qū)域，采用vorono?i圖對(duì)空間進(jìn)行劃分；vorono?i圖的每個(gè)多面體區(qū)域表示距離某一探頭最近的所有點(diǎn)。

15、對(duì)于每個(gè)探頭，其voronoi區(qū)域vi通過以下公式計(jì)算：其中，q是空間中的任意點(diǎn)，pj是其他探頭的位置，r3是所有實(shí)數(shù)坐標(biāo)組成的三維空間，用來描述探頭和監(jiān)控點(diǎn)在三維物理空間中的位置。

16、s1.3.4.將每個(gè)探頭的覆蓋范圍投影到voronoi區(qū)域中；探頭的覆蓋區(qū)域定義為一個(gè)三維錐體，頂點(diǎn)在探頭位置，底面為探頭的覆蓋范圍；錐體的邊界由錐體的高度hi和覆蓋角度θi確定，錐體底面的半徑ri為：ri＝hi·tan(θi/2)；錐體底面對(duì)應(yīng)的區(qū)域?qū)⒈煌队暗絭oronoi區(qū)域內(nèi)，表示對(duì)應(yīng)探頭的覆蓋范圍。

17、s1.3.5.將錐體的投影與voronoi區(qū)域的邊界結(jié)合，計(jì)算每個(gè)探頭的監(jiān)測(cè)區(qū)域；監(jiān)測(cè)區(qū)域ci由錐體覆蓋范圍與voronoi區(qū)域的交集形成，公式表示為：ci＝vi∩ti；其中ti表示探頭的錐體覆蓋范圍，vi是voronoi區(qū)域。

18、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟s2包括以下內(nèi)容：

19、s2.1，使用布爾運(yùn)算算法計(jì)算任意兩個(gè)探頭監(jiān)測(cè)區(qū)域之間的重疊區(qū)域部分。

20、s2.2，對(duì)于每一對(duì)探頭pi和pj，計(jì)算其監(jiān)測(cè)區(qū)域ci和cj的交集：oi,j＝ti∩tj；其中，oi,j表示重疊區(qū)域，是兩個(gè)探頭監(jiān)測(cè)區(qū)域的交集。

21、s2.3，對(duì)于探頭pi，其更新后的監(jiān)測(cè)區(qū)域c′i為：通過差集運(yùn)算，去除掉探頭在重疊區(qū)域內(nèi)的覆蓋部分，剩余的部分c′i為探頭負(fù)責(zé)的監(jiān)測(cè)區(qū)域。

22、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟s3包括以下內(nèi)容：

23、s3.1，通過分析每個(gè)探頭在重疊區(qū)域中的覆蓋情況，判斷是否存在多余覆蓋；計(jì)算多余覆蓋系數(shù)，用于衡量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)探頭對(duì)同一區(qū)域的冗余覆蓋程度；計(jì)算多余覆蓋系數(shù)cextra如下：其中，ai(oi,j)表示探頭pi在重疊區(qū)域oi,j的覆蓋面積，a(oi,j)是重疊區(qū)域的總面積，n表示參與重疊監(jiān)測(cè)的探頭數(shù)量；若多余覆蓋系數(shù)大于或等于1，則表明存在多余覆蓋。

24、s3.2，監(jiān)測(cè)盲區(qū)的產(chǎn)生是由于探頭的監(jiān)測(cè)區(qū)域未完全覆蓋其預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)區(qū)域；計(jì)算監(jiān)測(cè)盲區(qū)指數(shù)，用于判斷探頭覆蓋不足的情況，監(jiān)測(cè)盲區(qū)指數(shù)cblind的計(jì)算公式為：其中，aideal(c′i)是探頭pi的理想監(jiān)測(cè)區(qū)域面積，a(c′i)是探頭pi的監(jiān)測(cè)區(qū)域面積；若監(jiān)測(cè)盲區(qū)指數(shù)大于零，則表明探頭監(jiān)測(cè)不足，存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)。

25、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟s4包括以下內(nèi)容：

26、s4.1，若存在多余覆蓋時(shí)且不存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)時(shí)，采集探頭在不同時(shí)間段內(nèi)的關(guān)鍵性能參數(shù)，包括信號(hào)強(qiáng)度s(t)、響應(yīng)時(shí)間τ(t)、誤報(bào)率ε(t)；將這些數(shù)據(jù)分成多個(gè)時(shí)間窗口t1,t2,…,tn進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，n表示時(shí)間窗口總數(shù)。

27、計(jì)算波動(dòng)函數(shù)δi(t)表示探頭i在時(shí)間t時(shí)刻的波動(dòng)幅度；波動(dòng)函數(shù)基于采集的信號(hào)強(qiáng)度、響應(yīng)時(shí)間和誤報(bào)率的變化率構(gòu)建；其中，κ為放大系數(shù)，用于平衡誤報(bào)率對(duì)波動(dòng)的影響。

28、對(duì)波動(dòng)函數(shù)在時(shí)間段[t1,tn]內(nèi)進(jìn)行積分，求取波動(dòng)的累積效應(yīng)，并將其歸一化處理得到恒致穩(wěn)系數(shù)σi：其中，γ為非線性調(diào)節(jié)參數(shù)；積分項(xiàng)表示探頭在時(shí)間區(qū)間內(nèi)的累計(jì)波動(dòng)值。

29、s4.2，對(duì)于重疊區(qū)域，包含探頭集合{i∣i∈oi,j}，計(jì)算每個(gè)探頭的恒致穩(wěn)系數(shù)，并選取滿足條件σmax＝max{σi}的探頭i*來監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)的重疊區(qū)域。

30、s4.3，對(duì)于負(fù)責(zé)重疊區(qū)域的探頭i*，其新的監(jiān)測(cè)區(qū)域c′i*包括原有監(jiān)測(cè)區(qū)域ci*和重疊區(qū)域oi,j，即：c′i*＝ci*∪oi,j；而對(duì)于不再監(jiān)測(cè)重疊區(qū)域的其他探頭j≠i*，其新的監(jiān)測(cè)區(qū)域c′j需要去除重疊部分：c′j＝cj\oi,j。

31、s4.4，調(diào)整后的監(jiān)測(cè)區(qū)域r′為所有探頭新的監(jiān)測(cè)區(qū)域之并集：其中，m表示探頭總數(shù)量；未覆蓋區(qū)域，即監(jiān)測(cè)盲區(qū)，為總體區(qū)域atotal減去監(jiān)測(cè)區(qū)域：δ＝atotal\r′；若則說明沒有盲區(qū)，其中表示空集；同時(shí)，新的重疊區(qū)域通過交集檢查：o′i,j＝c′i∩c′j；若則表明沒有多余覆蓋。

32、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟s4還包括以下內(nèi)容：

33、s4.5，如果評(píng)估結(jié)果顯示仍存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)或多余覆蓋，則進(jìn)行迭代優(yōu)化；通過定義最小化目標(biāo)函數(shù)j來反映監(jiān)測(cè)區(qū)域的合理性，最小化目標(biāo)函數(shù)包括對(duì)檢測(cè)盲區(qū)和重疊區(qū)域的懲罰項(xiàng)。

34、最小化目標(biāo)函數(shù)定義為：其中，(o)為探頭i的監(jiān)測(cè)區(qū)域指示函數(shù)，表示位置點(diǎn)o是否在探頭i的調(diào)整后監(jiān)測(cè)區(qū)域b′i內(nèi)；第一項(xiàng)度量重疊區(qū)域，第二項(xiàng)度量監(jiān)測(cè)盲區(qū)。

35、一種報(bào)警探頭自動(dòng)覆蓋檢測(cè)優(yōu)化系統(tǒng)，包括：區(qū)域獲取模塊、重疊識(shí)別模塊、覆蓋判斷模塊和監(jiān)測(cè)調(diào)整模塊；

36、區(qū)域獲取模塊：獲取各探頭的監(jiān)測(cè)區(qū)域，將獲取的監(jiān)測(cè)區(qū)域傳遞至重疊識(shí)別模塊。

37、重疊識(shí)別模塊：識(shí)別每個(gè)探頭監(jiān)測(cè)區(qū)域中的重疊區(qū)域，將重疊區(qū)域傳遞至覆蓋判斷模塊。

38、覆蓋判斷模塊：根據(jù)重疊區(qū)域，確定重疊區(qū)域是否存在多余覆蓋和監(jiān)測(cè)盲區(qū)，將多余覆蓋傳遞至監(jiān)測(cè)調(diào)整模塊。

39、監(jiān)測(cè)調(diào)整模塊：若存在多余覆蓋時(shí)且不存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)時(shí)，則基于各探頭的運(yùn)行情況重新選擇探頭監(jiān)測(cè)重疊區(qū)域，并調(diào)整對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)區(qū)域。

40、本發(fā)明一種報(bào)警探頭自動(dòng)覆蓋檢測(cè)優(yōu)化方法及系統(tǒng)的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

41、通過對(duì)探頭之間的覆蓋冗余進(jìn)行分析與標(biāo)定，能夠有效識(shí)別監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的重復(fù)覆蓋現(xiàn)象。對(duì)冗余區(qū)域中的各探頭運(yùn)行情況進(jìn)行精細(xì)化分析，確保所有探頭在該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)行效果處于可控范圍之內(nèi)。如果探頭的運(yùn)行效果滿足設(shè)定條件，則根據(jù)各探頭的實(shí)際運(yùn)行狀況重新劃分監(jiān)控管轄區(qū)域，從而優(yōu)化監(jiān)控覆蓋結(jié)構(gòu)，避免不必要的覆蓋重疊。通過合理調(diào)整監(jiān)控區(qū)域，減少了探頭資源的浪費(fèi)，提升了監(jiān)控系統(tǒng)的整體效率，同時(shí)通過對(duì)探頭運(yùn)行效果的動(dòng)態(tài)分析，確保每個(gè)區(qū)域的監(jiān)控質(zhì)量得以優(yōu)化，避免出現(xiàn)冗余覆蓋導(dǎo)致的信號(hào)干擾和監(jiān)控盲區(qū)問題。