CN103136393B - 一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法 - Google Patents

一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103136393B
CN103136393B CN201110385566.7A CN201110385566A CN103136393B CN 103136393 B CN103136393 B CN 103136393B CN 201110385566 A CN201110385566 A CN 201110385566A CN 103136393 B CN103136393 B CN 103136393B
Authority
CN
China
Prior art keywords
grid cell
grid
appointed area
stress
covering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110385566.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103136393A (zh
Inventor
刘让国
彭会湘
赵晓峰
康彦肖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
CETC 54 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 54 Research Institute filed Critical CETC 54 Research Institute
Priority to CN201110385566.7A priority Critical patent/CN103136393B/zh
Publication of CN103136393A publication Critical patent/CN103136393A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103136393B publication Critical patent/CN103136393B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法，它涉及传感器探测范围的覆盖率、重叠率分析计算技术。该方法通过对指定区域进行网格划分，然后依次计算每个网格单元的覆盖性和覆盖次数，最终统计出整个指定区域的覆盖率和重叠率，并根据覆盖性对网格单元进行着色。本发明还具有算法简便易懂，性能稳定可靠，表达形象直观等特点，特别适用于复杂地形条件下的多种类多数量传感器布设方案评估、信号发射塔选址分析、信号盲区分析等应用领域。

Description

一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法
技术领域
本发明涉及传感器布设方案分析中的一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法，特别适用于复杂地形条件下的传感器布设方案评估、信号发射塔选址分析等应用领域。
背景技术
为减少传感器探测盲区，提高对重点区域的覆盖率和重叠率，保证服务信号的可靠性和稳定性，对传感器布设方案进行评估分析尤为重要。区域覆盖率、重叠率则是布设方案评估分析中的重要指标。目前，覆盖率计算多采用简化算法，不考虑复杂地形影响，将单个传感器的探测范围视为简单的规则几何形状区域，如圆形、扇形等，通过几何图形求交、求并算法，计算覆盖率和重叠率。这种简化算法对于考虑复杂地形影响、传感器探测区域多样性、覆盖盲区精确查找、传感器组网的覆盖率、重叠率(包括2次重叠率、3次及以上重叠率)精确计算，则难以满足要求或几何算法过于复杂而无法实施。
发明内容
本发明所需解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种基于网格划分的、与探测区域形状无关的计算区域覆盖率和重叠率的方法。本发明具有算法简单、可理解性强、形象直观且受传感器探测类型多样性、复杂地形影响较小的特点。
本发明所要解决的技术问题是由以下技术方案实现的：
一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法，其特征在于包括步骤：
(1)计算指定区域的外接矩形；
(2)对外接矩形划分为设定大小的网格单元，并记录下网格单元中心点坐标和网格单元总数；
(3)根据探测距离、传感器类型和地形通视算法，计算每个传感器的探测范围；
(4)将每个传感器的探测范围投影到地面，求取探测范围的多边形区域；
(5)取一个网格单元中心点坐标，判定该中心点是否在指定区域内；
(6)如果该中心点在指定区域内，则该网格单元为有效网格单元，进入步骤(7)；如果该中心点不在指定区域内，则返回步骤(5)；
(7)根据点在多边形内的算法，依次计算所有传感器探测范围的多边形区域对该中心点的覆盖性，并记录下覆盖次数；
(8)重复步骤(5)至(7)，直至所有网格单元遍历完毕；
(9)累计计算覆盖次数大于0的网格单元数目，该数目与有效网格单元数的比值即为覆盖率。
其中，在步骤(9)之后，还包括以下步骤：
(10)累计计算覆盖次数等于2的网格单元数目，该数目与有效网格数的比值即为2次重叠率；
(11)累计计算覆盖次数大于2的网格单元数目，该数目与有效网格数的比值即为3次及以上重叠率；
(12)根据每个网格单元的覆盖性，对网格单元区域进行着色。
其中，步骤(4)中的探测范围，通过采样、插值方法归一化为不规则的多边形区域；步骤(5)中的指定区域归一化为不规则的多边形区域。
本发明与背景技术相比具有如下优点：
1、本发明避免了多传感器探测范围的复杂求交、求并几何运算，运用网格单元划分的基本原理，通过点在多边形内的简单算法，统计计算出区域覆盖率和重叠率。
2、本发明不要求探测范围的几何形状规则性，使探测范围计算能够充分考虑探测距离、传感器类型、地形影响等因素，提高了探测区域计算的精确度，同时可通过提高网格划分精度，进一步提高覆盖率和重叠率计算的精确度。
3、本发明可同时计算出覆盖区域的多次重叠率(包括2次重叠率、3次及以上重叠率)，减少了运算次数，从而使算法更节省时间，效率更高。
4、本发明通过网格单元着色，可直观形象的分析出区域的覆盖性，便于覆盖盲区查找和重点区域重叠率分析。
5、本发明还具有算法简便易懂，性能稳定可靠，适用范围广等优点。
附图说明
图1是本发明指定区域网格划分的示意图。
其中，1为指定区域边界线，2为指定区域的外接矩形，3为划分的网格单元，4为网格单元中心点。
图2是本发明中网格单元覆盖性着色的示意图。
其中，5、6、7分别为三个传感器的可探测区域，8为非有效网格单元(白色)，9为未被覆盖的网格单元(即盲区，灰色)，10为覆盖次数为1的网格单元(绿色)，11为覆盖次数为2的网格单元(黄色)，12为覆盖次数大于2的网格单元(红色)。
具体实施方式
下面，结合图1和图2对本发明作进一步说明。
一种基于网格划分的区域覆盖性计算方法，该方法原理为通过对指定区域进行网格划分，依次计算每个网格单元的覆盖性和覆盖次数，最终统计出整个区域的覆盖率和重叠率，并根据覆盖性对网格单元进行着色。本发明包括步骤：
(1)计算指定区域的外接矩形。循环遍历指定区域坐标点，通过比较计算出指定区域的外接矩形的左上点和右下点坐标。对于其他类型区域(如圆形、扇形等)可通过采样、插值等方法归一化为多边形区域，便于计算。
(2)对外接矩形划分为设定大小的网格单元，并记录下网格单元中心点坐标和网格单元总数。根据外接矩形的长和宽，以一定间隔划分网格，网格划分越细，计算精度越高，但计算时间也会越长。设中心点坐标为一集合R＝{p1，p2，……，pn}，网格总数为TotalCount。
(3)根据探测距离、传感器类型和地形通视算法，计算每个传感器的探测范围。综合考虑传感器本身特征、布设位置、高度、俯仰角、地形遮挡等因素，采用专业算法计算传感器的多边形区域。若区域为非多边形，也可通过采样、插值等算法归一化为多边形区域。
(4)将每个传感器的探测范围投影到地面，求取探测范围的多边形区域。对于信号发射、雷达扫描等区域，会有一定的仰角，可取其某一水平高度层覆盖范围并投影到地面的区域。
(5)取一个网格单元中心点坐标，判定该中心点是否在指定区域内。取集合R中的一个元素pi(1≤i≤n)，根据点在多边形内的算法判定pi是否在指定区域内。
(6)如果该中心点在指定区域内，则该网格单元为有效网格单元，进入步骤(7)；如果该中心点不在指定区域内，则返回步骤(5)。即若pi点不在指定区域内，则对该点的覆盖次数记为fi＝-1。
(7)根据点在多边形内的算法，依次计算所有传感器探测范围的多边形区域对该中心点的覆盖性，并记录下覆盖次数。对pi点其覆盖次数记为fi(赋初值为0)，若被一个传感器探测范围覆盖，则fi＝fi+1。
(8)重复步骤(5)至(7)，直至所有网格单元遍历完毕。遍历完集合R中的所有元素，则同时得出集合R对应的覆盖次数集合S＝{f1，f2，……，fn}。
(9)累计计算覆盖次数大于0的网格单元数目，该数目与有效网格单元数的比值即为覆盖率。记有效网格数为ValidCount，集合S中fi＞0的元素个数为m1，则覆盖率为ml/ValidCount。
其中，在步骤(9)之后，还包括以下步骤：
(10)累计计算覆盖次数等于2的网格单元数目，该数目与有效网格数的比值即为2次重叠率。记集合S中fi＝2的元素个数为m2，则2次重叠率为m2/ValidCount。
(11)累计计算覆盖次数大于2的网格单元数目，该数目与有效网格数的比值即为3次及以上重叠率。记集合S中fi＞2的元素个数为m3，则3次及以上重叠率为m3/ValidCount。
(12)根据每个网格单元的覆盖性，对网格单元区域进行着色。对覆盖区域进行着色，便于形象直观的分析判断。着色时应根据覆盖性，选择视觉差异较大或色彩逐渐增强的颜色分别进行着色，例如：非有效网格单元(fi＝-1)着白色，覆盖次数为0的网格单元(fi＝0，即盲区)着灰色，覆盖次数为1的网格单元(fi＝1)着绿色，覆盖次数为2的网格单元(fi＝2)着黄色，覆盖次数大于2的网格单元(fi＞2)着红色。
本发明的网格单元覆盖性着色效果示意如图2所示。
其中，5、6、7分别为三个传感器的可探测区域，8为非有效网格单元(白色)，9为未被覆盖的网格单元(即盲区，灰色)，10为覆盖次数为1的网格单元(绿色)，11为覆盖次数为2的网格单元(黄色)，12为覆盖次数大于2的网格单元(红色)。

Claims (3)

1.一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法，其特征在于包括步骤：
(1)计算指定区域的外接矩形；
(2)对外接矩形划分为设定大小的网格单元，并记录下网格单元中心点坐标和网格单元总数；
(3)根据探测距离、传感器类型和地形通视算法，计算每个传感器的探测范围；
(4)将每个传感器的探测范围投影到地面，求取探测范围的多边形区域；
(5)取一个网格单元中心点坐标，判定该中心点是否在指定区域内；
(6)如果该中心点在指定区域内，则该网格单元为有效网格单元，进入步骤(7)；如果该中心点不在指定区域内，则返回步骤(5)；
(7)根据点在多边形内的算法，依次计算所有传感器探测范围的多边形区域对该中心点的覆盖性，并记录下覆盖次数；
(8)重复步骤(5)至(7)，直至所有网格单元遍历完毕；
(9)累计计算覆盖次数大于0的网格单元数目，该数目与有效网格单元数的比值即为覆盖率。
2.根据权利要求1所述的一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法，其特征在于在步骤(9)之后，还包括以下步骤：
(10)累计计算覆盖次数等于2的网格单元数目，该数目与有效网格数的比值即为2次重叠率；
(11)累计计算覆盖次数大于2的网格单元数目，该数目与有效网格数的比值即为3次及以上重叠率；
(12)根据每个网格单元的覆盖性，对网格单元区域进行着色。
3.根据权利要求1所述的一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法，其特征在于：步骤(4)中的探测范围，通过采样、插值方法归一化为不规则的多边形区域；步骤(5)中的指定区域归一化为不规则的多边形区域。
CN201110385566.7A 2011-11-28 2011-11-28 一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法 Active CN103136393B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110385566.7A CN103136393B (zh) 2011-11-28 2011-11-28 一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110385566.7A CN103136393B (zh) 2011-11-28 2011-11-28 一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103136393A CN103136393A (zh) 2013-06-05
CN103136393B true CN103136393B (zh) 2015-10-07

Family

ID=48496216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110385566.7A Active CN103136393B (zh) 2011-11-28 2011-11-28 一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103136393B (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104298862B (zh) * 2014-09-26 2017-11-17 讯腾数码科技（北京）有限公司 一种获得城市管网巡检到位率数据的方法
CN104853363B (zh) * 2015-04-07 2018-06-26 浙江工业大学 监测无线传感网节点监测面积覆盖率的方法
CN105425803B (zh) * 2015-12-16 2020-05-19 纳恩博（北京）科技有限公司 自主避障方法、装置和系统
CN107918951B (zh) * 2016-10-10 2021-08-24 中国石油化工股份有限公司 一种用于反映地形特征的覆盖次数分布图的构建方法
CN108537374B (zh) * 2018-03-30 2022-09-16 深圳市行健自动化股份有限公司 火气系统覆盖率的处理方法
CN109029383B (zh) * 2018-05-03 2020-07-28 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 一种基于空间分析的海洋浮标站位布局合理性评价方法
TWI738098B (zh) * 2019-10-28 2021-09-01 阿丹電子企業股份有限公司 光學式體積測定裝置
CN110941284A (zh) * 2019-11-20 2020-03-31 黄锦山 一种基于无人机的中继网络部署方法及地面台设备
CN111681313B (zh) * 2020-05-18 2023-04-28 云南迅测科技有限公司 一种基于数字地形图的空间视域分析方法及电子设备
CN111693006B (zh) * 2020-06-12 2021-07-02 中国科学院地理科学与资源研究所 珊瑚沙土壤监测区域的传感器数量和位置确定方法及装置
CN112345698B (zh) * 2020-10-30 2022-04-12 大连理工大学 一种空气污染物监测站点的网格化排布方法
CN114674582B (zh) * 2020-12-24 2024-03-22 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种干式清洁机器人覆盖率测试装置
CN112635065A (zh) * 2021-01-05 2021-04-09 中山市中医院 骨性Bankart损伤骨缺损量评估方法
CN113093785B (zh) * 2021-03-09 2022-10-11 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种通信支援下的无人机群目标覆盖方法
CN113950082B (zh) * 2021-10-13 2023-06-13 中国联合网络通信集团有限公司 网络运维策略的确定方法及设备
CN114490815B (zh) * 2022-01-16 2024-04-02 中国人民解放军空军工程大学 一种基于地形通视的无人机任务载荷侦察覆盖率计算方法
CN115209429B (zh) * 2022-09-16 2022-11-22 长沙迪迈数码科技股份有限公司 定位基站信号覆盖率评估方法、装置、设备及存储介质
CN115994442B (zh) * 2022-11-18 2024-03-19 湖南科大天河通信股份有限公司 一种警报鸣响声音覆盖面积及覆盖率计算方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101009821A (zh) * 2007-01-31 2007-08-01 北京邮电大学 一种成本有效的视频传感器网络覆盖增强的实现方法
CN101795162A (zh) * 2010-01-19 2010-08-04 国家广播电影电视总局广播科学研究院 数字单频网信号覆盖质量测算评估方法
CN102238562A (zh) * 2010-04-29 2011-11-09 电子科技大学 一种无线传感器网络覆盖优化方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4772069B2 (ja) * 2008-02-19 2011-09-14 三菱電機株式会社 センサ統制システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101009821A (zh) * 2007-01-31 2007-08-01 北京邮电大学 一种成本有效的视频传感器网络覆盖增强的实现方法
CN101795162A (zh) * 2010-01-19 2010-08-04 国家广播电影电视总局广播科学研究院 数字单频网信号覆盖质量测算评估方法
CN102238562A (zh) * 2010-04-29 2011-11-09 电子科技大学 一种无线传感器网络覆盖优化方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于覆盖率的传感器优化部署算法;朱继华 等;《计算机工程》;20100228;第36卷(第3期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103136393A (zh) 2013-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103136393B (zh) 一种基于网格划分的区域覆盖率计算方法
CN104143194B (zh) 一种点云分割方法及装置
CN105206057B (zh) 基于浮动车居民出行热点区域的检测方法及系统
CN106842231A (zh) 一种道路边界检测及跟踪方法
CN110751308B (zh) 一种土地空间规划与区域边界的确定方法
CN103226833A (zh) 一种基于三维激光雷达的点云数据分割方法
CN103400416B (zh) 一种基于概率多层地形的城市环境机器人导航方法
CN113409240B (zh) 一种基于北斗定位数据的农机行为分析与作业面积统计方法
CN110619649A (zh) 作业面积确定方法及装置、终端
CN102013114B (zh) 一种基于Microstation v8i的城市快速建模方法
CN102096072A (zh) 一种城市部件自动化测量方法
CN105355042A (zh) 一种基于出租车gps的道路网络提取方法
CN102325370A (zh) 一种高精度的无线传感器网络节点的三维定位器
CN106649987B (zh) 一种测风塔设立方案的定量分析方法
CN107979817A (zh) 一种移动终端二维指纹定位方法
CN103177417A (zh) 基于GPGPU的数学形态学LiDAR点云快速滤波方法
CN101964009A (zh) 一种基于insar制作3d产品的系统及方法
CN107944203A (zh) 一种风速流线可视化的建筑设计方法
CN104507097A (zh) 一种基于WiFi位置指纹的半监督训练方法
CN103489193A (zh) 基于融合策略的面向对象的高分辨率遥感影像变化检测方法
CN115761682A (zh) 基于激光感知的可行驶区域的识别方法、装置、智能矿卡
CN107918398A (zh) 一种基于多重优化的集群无人机协同定位方法
CN104063884B (zh) 基于运动预测与多模板匹配相结合的图像目标识别方法
CN105717517B (zh) 一种车载北斗多模gnss高精度道路基础数据采集方法
KR20120102291A (ko) 일조권 침해 분석 시스템 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant