CN108965798B - 岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端、系统及布局方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端、系统及布局方法,包括:远程服务器和若干监测终端;若干监测终端按照维诺图算法进行分布;每个监测终端负责对岸滩鸟类的栖息和活动行为进行拍照或录制视频,并将采集的图像或视频进行缓存;每个监测终端将采集的图像或视频直接上传给无线信号塔,无线信号塔将信号传输给远程服务器,或者每个监测终端将采集的图像或视频先发送给其他监测终端,然后其他监测终端将信号转发给无线信号塔,无线信号塔将信号转发给远程服务器。其能够在对环境最少影响下实现对岸滩的近距离全景监测。

Description

岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端、系统及布局方法
技术领域
本发明涉及岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端、系统及布局方法。
背景技术
岸滩指岸边的沙滩。指被岩石、沙、砾石、泥、生物遗骸覆盖的河流、湖泊、海洋沿岸堆积地面。由河水、湖水或海水的侵蚀、堆积而成。根据所处环境,可分为河岸滩、湖岸滩、海岸滩。其景观随水环境的涨落而发生变化。
鸟类种群监测是研究鸟类种群生物学的一个重要组成部分。鸟类的种类繁多,对栖息地的要求随不同种类而变化,有些鸟类对环境因子的变化比较敏感。观测鸟类特别是在繁殖季节相对比较容易,所以鸟类种群监测往往被作为环境监测的一个手段。由于鸟类和其他动物种群数量的下降和物种多样性的减少,鸟类种群检测在许多国家受到关注,一个好的鸟类种群监测系统就更加重要。
观测目标为掌握区域内鸟类的种类组成、分布和种群动态,并评价其生存环境质量;或评估各种威胁因素对鸟类产生的影响;或分析鸟类保护措施和政策的有效性。
岸滩的地形由河水、湖水或海水的侵蚀、堆积而成,一般位于离城市较远的湿地保护区,地质、水文条件复杂,人口密度低甚至为无人区。对于岸滩湿地中鸟类监测,监测人力物力成本高,监测难度大,难以实现实时、全天候的监测。
为解决以上问题,目前已经出现了在岸滩上建塔,架设相机进行监测的解决方案,但是通过建塔架设相机观测鸟类有以下缺点:
一是受地球曲率的影响,观测范围越大,需要将观测塔架设的越高,投入成本越大。
二是容易受到影响,遇到障碍物会大大缩减其观测范围。
三是建塔架设相机难以与周围环境融为一体,并且会对周边环境造成不可逆破坏。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本发明提供了岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端、系统及布局方法,其能够在对环境最少影响下实现对岸滩的近距离全景监测。
作为本发明的第一方面,提供了岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端;
岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端,包括:云台和处理器,云台通过固定杆固定在浮标上,所述云台上安装若干个相机,每个相机上均安装红外模块;所述处理器分别与云台、红外模块、无线传输模块和若干个相机连接;所述处理器、云台、红外模块、无线传输模块和若干个相机均通过蓄电池供电;
所述红外模块将检测到的红外信息上传给处理器,所述处理器向相机发出控制指令,控制相机进行拍照或录像,相机将获取的图像或视频上传给处理器,处理器再将图像或视频通过自身的无线信号传输模块上传给无线信号塔,无线信号塔将信号转发给远程服务器;同时,处理器还通过自身的无线信号传输模块接收无线信号塔转发过来的远程服务器的控制指令;
若处理器判断自身的无线信号传输模块与无线信号塔的距离超过设定阈值,则处理器将图像或视频通过其他监测终端的无线传输模块转发给无线信号塔,无线信号塔再将信号转发给远程服务器。
进一步的,所述相机为广角相机。每个相机能够监测设定视角范围内的环境动态,相机两两相邻,实现360°监测;所述相机由处理器控制,能实现延时拍照、短视频、长视频、实时拍照或分时拍摄。
所述相机配备800万CMOS,1600万拍照像素,最高4096*2160分辨率,IP67级防水,120°超宽PIR感应角度,可实现0.2-0.6秒快速拍照,1080P高清视频拍摄,配备红外补光灯,可实现夜景下拍摄。
所述相机采用热释电红外传感方式感应鸟类的运动,一旦有鸟类进入前方感应区域,就会自动拍照或者启动录像,鸟类进入两侧的预备感应区也会激发相机进入警备状态拍照。
所述相机个数应满足以下条件:
(1)相机个数不少于三个,可以实现全方位监测。
(2)相机个数应根据相机可视角度而定,使得相邻的两台相机所监测到的画面含有重叠
部分,便于后期合成视频;
(3)相机的安装方式应满足VR视角所需视野范围。
进一步的,所述无线传输模块,为大功率无线传输模块,可实现图像信息的实时传输、分时传输。所述无线传输模块,包括:无线发射器和无线接收器。
所述无线传输模块既可以作为信号发送端,也可以作为信号中继器。
进一步的,所述无线传输模块,能够实现3000米内数据信息有效高速传输,支持点对点、点对多点传输,超出3000米范围的信息传输通过其他信号中继器转发实现。
进一步的,所述无线传输模块支持802.11b/g/n无线标准,支持TCP/IP/UDP网络协议栈,支持无线工作在STA/AP模式,支持路由/桥接模式网络构架,运行在5.8GHz ISM并满足以下要求:
网络功能要求支持4K(4032×3024)及以下分辨率照片分时传递;支持720P高清视频实时图传;支持控制信号传输;支持心跳信号。
其中网络性能要求包括:点对点传输速率≥300Mbps;对多点传输速率≥100Mbps;视频实时传输速率≥8MB/s;有效传输距离≥3000m。
其中网络运行环境要求包括:环境温度-20℃~60℃之间;防水级别IP67;使用电池供电,自持力≥60天。
进一步的,所述云台上设置若干个支撑杆,每个支撑杆的一端与云台连接,每个支撑杆的另外一端与金属环连接,所述金属环上均匀分布若干个相机。所述云台实现相机的旋转和升降;
进一步的,所述红外模块将检测到的红外信息上传给处理器,所述处理器向相机发出控制指令,可实现当红外模块监测到有鸟类或人类活动时进行拍照。
进一步的,所述蓄电池的电压是12V,电池容量是80AH以上,可满足相机、无线传输模块及处理器的供电需求;蓄电池采用硫化硅类型材料,免维护且环境友好。蓄电池工作温度-20℃~50℃之间;蓄电池防水等级IP56。
作为本发明的第二方面,提供了岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统;
岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统,包括:远程服务器和若干监测终端;
若干监测终端按照维诺图算法进行分布;每个监测终端负责对岸滩鸟类的栖息和活动行为进行拍照或录制视频,并将采集的图像或视频进行缓存;
每个监测终端将采集的图像或视频直接上传给无线信号塔,无线信号塔将信号传输给远程服务器,或者每个监测终端将采集的图像或视频先发送给其他监测终端,然后其他监测终端将信号转发给无线信号塔,无线信号塔将信号转发给远程服务器。
进一步的,远程服务器将控制指令发送给无线信号塔,无线信号塔再将控制指令分发给每个监测终端,或者无线信号塔通过其他监测终端将控制指令发送给每个监测终端。
所述控制指令,包括云台的姿态控制指令和相机拍摄模式转换指令。
所述远程服务器,还用于对每个监测终端进行状态监控,若遇到异常状态,则发出报警信号。所述异常状态,包括:设定时间范围内远程服务器未接收到监测终端上传的图像或视频数据。
所述远程服务器,还用于对所有监测终端上传的视频进行合成,进而实现鸟类物种类别、种群分布情况监测。
其中网络可扩充性和可维护性要求:支持无线传输模块自组网,新接入的监测终端可自动接入网络;任意监测终端出现问题都不影响其他终端数据传输;工作人员可以较容易的更换无线模块。
作为本发明的第三方面,提供了岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统的工作方法;
岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统的工作方法,包括:
步骤(1):每个监测终端负责对岸滩鸟类的栖息和活动行为进行拍照或录制视频,并将采集的图像或视频进行缓存;
步骤(2):每个监测终端将采集的图像或视频直接上传给无线信号塔;
步骤(3):无线信号塔将信号传输给远程服务器,或者每个监测终端将采集的图像或视频先发送给其他监测终端,然后其他监测终端将信号转发给无线信号塔,无线信号塔将信号转发给远程服务器;
步骤(4):远程服务器将控制指令发送给无线信号塔,无线信号塔再将控制指令分发给每个监测终端,或者无线信号塔通过信号中继器将控制指令发送给每个监测终端。
作为本发明的第四方面,提供了岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端的布局方法;
岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端的布局方法,包括:
步骤(1):根据岸滩地形轮廓图像,确定待监测区域Ω;计算待监测区域Ω的面积AΩ;然后,根据监测终端的最远监测距离r计算出覆盖整个监测区域所需的最少监测终端的数量;
Figure BDA0001710258080000041
步骤(2):在待监测区域轮廓外部随机部署初始种子点集
Figure BDA0001710258080000042
初始种子点集中包括n个初始种子点,每个初始种子点代表一个监测终端;每个初始种子点都在待监测区域轮廓的外部;
步骤(3):若首次执行,则根据初始种子点集
Figure BDA0001710258080000043
基于Delaunay三角剖分生成Voronoi图算法计算关于待监测区域Ω的Voronoi剖分
Figure BDA0001710258080000044
若非首次执行,则根据前一次迭代中计算出的新的种子点集,计算关于待监测区域Ω的Voronoi剖分;
步骤(4):计算步骤(3)中每一个Voronoi单元
Figure BDA0001710258080000045
的重心,将重心作为新的种子点,得到新的种子点集
Figure BDA0001710258080000046
步骤(5):判断步骤(4)中计算出的种子点集与前一次迭代中计算出的种子点集的差异是否小于设定阈值δ,若小于设定阈值,则计算结束;否则,继续执行步骤(3)。
作为本发明的进一步改进,所述步骤(1)中根据监测终端的最远监测距离r计算出覆盖整个监测区域所需的最少监测终端的数量:
Figure BDA0001710258080000051
作为本发明的进一步改进,所述步骤(5)中判断步骤(4)中计算出的种子点集与前一次迭代中计算出的种子点集的差异是否小于设定阈值δ:
Figure BDA0001710258080000052
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
相比于在岸滩建塔、架设观测平台,采用分布式岸滩生态监测漂浮系统具有观测面积大,安装成本低,无需人工维护,环境友好的特点。由于分布式岸滩生态监测漂浮系统监测终端之间的监测距离相对较远且位置不固定,通过物理接线的方式成本高昂,技术实现难度大,因此采用远距离无线连接的方式。
对于单个近岸监测终端的分布,采用一种基于重心维诺意图剖分算法,实现单个近岸监测终端的最优分布,在保证所有近岸监测终端所能监测的区域覆盖岸滩的前提下,尽可能缩小单个近岸监测终端两两之间监测区域的重叠面积,将成本最小化。
此系统观测面积大,安装成本低,无需人工维护且对环境友好,解决了在岸滩建塔架设相机所带来的环境破坏、资金浪费、监测距离短等问题。
采用树形的网络架构,对于处于无线信号塔数据接收范围内的监测终端,可以直接进行数据交互;对于超出接收范围的监测终端,可以使用其他监测终端路由与无线信号塔进行数据交互。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1是面向岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统组成示意图;
图2(a)是实施例监测终端位置分布设计示意图/岸滩生态监测漂浮系统无线网络架构图;
图2(b)是实施例输入的岸滩地形图像;
图2(c)是对实施例输入的岸滩地形进行划分后监测终端分布图像;
图3(a)是实施例监测终端系统结构示意图;
图3(b)是实施例监测终端数据采集子模块结构示意图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
作为本发明的第一个实施例,提供了岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端;
岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端,包括:云台和处理器,云台通过固定杆固定在浮标上,所述云台上安装若干个相机,每个相机上均安装红外模块;所述处理器分别与云台、红外模块、无线传输模块和若干个相机连接;所述处理器、云台、红外模块、无线传输模块和若干个相机均通过蓄电池供电;
所述红外模块将检测到的红外信息上传给处理器,所述处理器向相机发出控制指令,控制相机进行拍照或录像,相机将获取的图像或视频上传给处理器,处理器再将图像或视频通过自身的无线信号传输模块上传给无线信号塔,无线信号塔将信号转发给远程服务器;同时,处理器还通过自身的无线信号传输模块接收无线信号塔转发过来的远程服务器的控制指令;
若处理器判断自身的无线信号传输模块与无线信号塔的距离超过设定阈值,则处理器将图像或视频通过其他监测终端的无线传输模块转发给无线信号塔,无线信号塔再将信号转发给远程服务器。
进一步的,所述相机为广角相机。每个相机能够监测设定视角范围内的环境动态,相机两两相邻,实现360°监测;所述相机由处理器控制,能实现延时拍照、短视频、长视频、实时拍照或分时拍摄。
所述相机配备800万CMOS,1600万拍照像素,最高4096*2160分辨率,IP67级防水,120°超宽PIR感应角度,可实现0.2-0.6秒快速拍照,1080P高清视频拍摄,配备红外补光灯,可实现夜景下拍摄。
所述相机采用热释电红外传感方式感应鸟类的运动,一旦有鸟类进入前方感应区域,就会自动拍照或者启动录像,鸟类进入两侧的预备感应区也会激发相机进入警备状态拍照。
所述相机个数应满足以下条件:
(1)相机个数不少于三个,可以实现全方位监测。
(2)相机个数应根据相机可视角度而定,使得相邻的两台相机所监测到的画面含有重叠
部分,便于后期合成视频;
(3)相机的安装方式应满足VR视角所需视野范围。
进一步的,所述无线传输模块,为大功率无线传输模块,可实现图像信息的实时传输、分时传输。所述无线传输模块,包括:无线发射器和无线接收器。
所述无线传输模块既可以作为信号发送端,也可以作为信号中继器。
进一步的,所述无线传输模块,能够实现3000米内数据信息有效高速传输,支持点对点、点对多点传输,超出3000米范围的信息传输通过其他信号中继器转发实现。
进一步的,所述无线传输模块支持802.11b/g/n无线标准,支持TCP/IP/UDP网络协议栈,支持无线工作在STA/AP模式,支持路由/桥接模式网络构架,运行在5.8GHz ISM并满足以下要求:
网络功能要求支持4K(4032×3024)及以下分辨率照片分时传递;支持720P高清视频实时图传;支持控制信号传输;支持心跳信号。
其中网络性能要求包括:点对点传输速率≥300Mbps;对多点传输速率≥100Mbps;视频实时传输速率≥8MB/s;有效传输距离≥3000m。
其中网络运行环境要求包括:环境温度-20℃~60℃之间;防水级别IP67;使用电池供电,自持力≥60天。
进一步的,如图3(a)和3(b)所示,所述云台上设置若干个支撑杆,每个支撑杆的一端与云台连接,每个支撑杆的另外一端与金属环连接,所述金属环上均匀分布若干个相机。所述云台实现相机的旋转和升降;
进一步的,所述红外模块将检测到的红外信息上传给处理器,所述处理器向相机发出控制指令,可实现当红外模块监测到有鸟类或人类活动时进行拍照。
进一步的,所述蓄电池的电压是12V,电池容量是80AH以上,可满足相机、无线传输模块及处理器的供电需求;蓄电池采用硫化硅类型材料,免维护且环境友好。蓄电池工作温度-20℃~50℃之间;蓄电池防水等级IP56。
作为本发明的第二个实施例,提供了岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统;如图1所示,岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统,包括:远程服务器和若干监测终端;
若干监测终端按照维诺图算法进行分布;每个监测终端负责对岸滩鸟类的栖息和活动行为进行拍照或录制视频,并将采集的图像或视频进行缓存;
每个监测终端将采集的图像或视频直接上传给无线信号塔,无线信号塔将信号传输给远程服务器,或者每个监测终端将采集的图像或视频先发送给其他监测终端,然后其他监测终端将信号转发给无线信号塔,无线信号塔将信号转发给远程服务器。
进一步的,远程服务器将控制指令发送给无线信号塔,无线信号塔再将控制指令分发给每个监测终端,或者无线信号塔通过其他监测终端将控制指令发送给每个监测终端。
所述控制指令,包括云台的姿态控制指令和相机拍摄模式转换指令。
所述远程服务器,还用于对每个监测终端进行状态监控,若遇到异常状态,则发出报警信号。所述异常状态,包括:设定时间范围内远程服务器未接收到监测终端上传的图像或视频数据。
所述远程服务器,还用于对所有监测终端上传的视频进行合成,进而实现鸟类物种类别、种群分布情况监测。
其中网络可扩充性和可维护性要求:支持无线传输模块自组网,新接入的监测终端可自动接入网络;任意监测终端出现问题都不影响其他终端数据传输;工作人员可以较容易的更换无线模块。
作为本发明的第三个实施例,提供了岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统的工作方法;
岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统的工作方法,包括:
步骤(1):每个监测终端负责对岸滩鸟类的栖息和活动行为进行拍照或录制视频,并将采集的图像或视频进行缓存;
步骤(2):每个监测终端将采集的图像或视频直接上传给无线信号塔;
步骤(3):无线信号塔将信号传输给远程服务器,或者每个监测终端将采集的图像或视频先发送给其他监测终端,然后其他监测终端将信号转发给无线信号塔,无线信号塔将信号转发给远程服务器;
步骤(4):远程服务器将控制指令发送给无线信号塔,无线信号塔再将控制指令分发给每个监测终端,或者无线信号塔通过信号中继器将控制指令发送给每个监测终端。
作为本发明的第四个实施例,提供了岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端的布局方法;基于重心维诺意图剖分(Centroidal Voronoi Tessellation,CVT)最终分布如附图2(c)所示,
岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端的布局方法,包括:
步骤(1):根据岸滩地形轮廓图像,确定待监测区域Ω;计算待监测区域Ω的面积AΩ;然后,根据监测终端的最远监测距离r计算出覆盖整个监测区域所需的最少监测终端的数量;
Figure BDA0001710258080000091
步骤(2):在待监测区域轮廓外部随机部署初始种子点集
Figure BDA0001710258080000092
初始种子点集中包括n个初始种子点,每个初始种子点代表一个监测终端;每个初始种子点都在待监测区域轮廓的外部;本实施例中所指为沙岛。
步骤(3):若首次执行,则根据初始种子点集
Figure BDA0001710258080000093
基于Delaunay三角剖分生成Voronoi图算法计算关于待监测区域Ω的Voronoi剖分
Figure BDA0001710258080000094
若非首次执行,则根据前一次迭代中计算出的新的种子点集,计算关于待监测区域Ω的Voronoi剖分;
步骤(4):计算步骤(3)中每一个Voronoi单元
Figure BDA0001710258080000095
的重心,将重心作为新的种子点,得到新的种子点集
Figure BDA0001710258080000096
步骤(5):判断步骤(4)中计算出的种子点集与前一次迭代中计算出的种子点集的差异是否小于设定阈值δ,若小于设定阈值,则计算结束;否则,继续执行步骤(3)。
作为本发明的进一步改进,所述步骤(1)中根据监测终端的最远监测距离r计算出覆盖整个监测区域所需的最少监测终端的数量:
Figure BDA0001710258080000097
作为本发明的进一步改进,所述步骤(5)中判断步骤(4)中计算出的种子点集与前一次迭代中计算出的种子点集的差异是否小于设定阈值δ:
Figure BDA0001710258080000098
图2(a)是实施例监测终端在岸滩环境中位置分布设计图。由于不同地区岸滩环境会因为地形地貌、地质水文、植被分布而有所不同,为了使监测系统能在不同的岸滩环境中达到效费比最高,本发明提出一种适用于不同岸滩环境的监测终端位置分布的设计方法。为使监测系统的效费比达到最高,监测终端需满足可监测范围尽可能的大,监测终端之间可以通过无线传输模块组网互联以达到节省带宽的目的。
在本实施例中,用户输入岸滩地形图像如图2(b)所示,地貌和监测范围都是由线段构成的封闭图形组成,地貌使用实线段组成。本实施例中的地貌是一个L型的沙岛,沙岛上不放置监测终端。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端,其特征是,包括:云台和处理器,云台通过固定杆固定在浮标上,所述云台上安装若干个相机,每个相机上均安装红外模块;所述处理器分别与云台、红外模块、无线传输模块和若干个相机连接;所述处理器、云台、红外模块、无线传输模块和若干个相机均通过蓄电池供电;
所述红外模块将检测到的红外信息上传给处理器,所述处理器向相机发出控制指令,控制相机进行拍照或录像,相机将获取的图像或视频上传给处理器,处理器再将图像或视频通过自身的无线信号传输模块上传给无线信号塔,无线信号塔将信号转发给远程服务器;同时,处理器还通过自身的无线信号传输模块接收无线信号塔转发过来的远程服务器的控制指令;
若处理器判断自身的无线信号传输模块与无线信号塔的距离超过设定阈值,则处理器将图像或视频通过其他监测终端的无线传输模块转发给无线信号塔,无线信号塔再将信号转发给远程服务器;
根据岸滩地形轮廓图像,确定待监测区域Ω;计算待监测区域Ω的面积AΩ;然后,根据监测终端的最远监测距离r计算出覆盖整个监测区域所需的最少监测终端的数量;
在待监测区域轮廓外部随机部署初始种子点集
Figure FDA0002246054250000011
初始种子点集中包括n个初始种子点,每个初始种子点代表一个监测终端;每个初始种子点都在待监测区域轮廓的外部;
若首次执行,则根据初始种子点集
Figure FDA0002246054250000012
基于Delaunay三角剖分生成Voronoi图算法计算关于待监测区域Ω的Voronoi剖分
Figure FDA0002246054250000013
若非首次执行,则根据前一次迭代中计算出的新的种子点集,计算关于待监测区域Ω的Voronoi剖分;
计算每一个Voronoi单元
Figure FDA0002246054250000014
的重心,将重心作为新的种子点,得到新的种子点集
Figure FDA0002246054250000015
判断计算出的种子点集与前一次迭代中计算出的种子点集的差异是否小于设定阈值δ,若小于设定阈值,则计算结束;否则,继续计算直至小于设定阈值。
2.如权利要求1所述的岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端,其特征是,
所述相机为广角相机;每个相机监测设定视角范围内的环境动态,相机两两相邻,实现360°监测;所述相机由处理器控制,能实现延时拍照、短视频、长视频、实时拍照或分时拍摄;所述相机采用热释电红外传感方式感应鸟类的运动,一旦有鸟类进入前方感应区域,就会自动拍照或者启动录像,鸟类进入两侧的预备感应区也会激发相机进入警备状态拍照。
3.如权利要求1所述的岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端,其特征是,
所述相机个数应满足以下条件:
(1)相机个数不少于三个,可以实现全方位监测;
(2)相机个数应根据相机可视角度而定,使得相邻的两台相机所监测到的画面含有重叠部分,便于后期合成视频;
(3)相机的安装方式应满足VR视角所需视野范围。
4.如权利要求1所述的岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端,其特征是,
所述无线传输模块,为大功率无线传输模块,可现图像信息的实时传输、分时传输;所述无线传输模块,包括:无线发射器和无线接收器;所述无线传输模块既可以作为信号发送端,也可以作为信号中继器。
5.如权利要求1所述的岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端,其特征是,
所述云台上设置若干个支撑杆,每个支撑杆的一端与云台连接,每个支撑杆的另外一端与金属环连接,所述金属环上均匀分布若干个相机;所述云台实现相机的旋转和升降。
6.如权利要求1所述的岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端,其特征是,
所述红外模块将检测到的红外信息上传给处理器,所述处理器向相机发出控制指令,可实现当红外模块监测到有鸟类或人类活动时进行拍照。
7.岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统,其特征是,包括:远程服务器和若干监测终端;
若干监测终端按照维诺图算法进行分布;每个监测终端负责对岸滩鸟类的栖息和活动行为进行拍照或录制视频,并将采集的图像或视频进行缓存;
监测终端采用权利要求1-6中任一所述的岸滩鸟类的分布式近距离全景监测终端;
每个监测终端将采集的图像或视频直接上传给无线信号塔,无线信号塔将信号传输给远程服务器,或者每个监测终端将采集的图像或视频先发送给其他监测终端,然后其他监测终端将信号转发给无线信号塔,无线信号塔将信号转发给远程服务器。
8.如权利要求7所述的岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统,其特征是,
远程服务器将控制指令发送给无线信号塔,无线信号塔再将控制指令分发给每个监测终端,或者无线信号塔通过其他监测终端将控制指令发送给每个监测终端;
所述控制指令,包括云台的姿态控制指令和相机拍摄模式转换指令;
所述远程服务器,还用于对每个监测终端进行状态监控,若遇到异常状态,则发出报警信号;所述异常状态,包括:设定时间范围内远程服务器未接收到监测终端上传的图像或视频数据;
所述远程服务器,还用于对所有监测终端上传的视频进行合成,进而实现鸟类物种类别、种群分布情况监测。
9.基于权利要求7-8任一所述岸滩鸟类的分布式近距离全景监测系统的工作方法,其特征是,包括:
步骤(1):每个监测终端负责对岸滩鸟类的栖息和活动行为进行拍照或录制视频,并将采集的图像或视频进行缓存;
步骤(2):每个监测终端将采集的图像或视频直接上传给无线信号塔;
步骤(3):无线信号塔将信号传输给远程服务器,或者每个监测终端将采集的图像或视频先发送给其他监测终端,然后其他监测终端将信号转发给无线信号塔,无线信号塔将信号转发给远程服务器;
步骤(4):远程服务器将控制指令发送给无线信号塔,无线信号塔再将控制指令分发给每个监测终端,或者无线信号塔通过信号中继器将控制指令发送给每个监测终端。
10.如权利要求1所述的监测终端的布局方法,其特征是,包括:
步骤(1):根据岸滩地形轮廓图像,确定待监测区域Ω;计算待监测区域Ω的面积AΩ;然后,根据监测终端的最远监测距离r计算出覆盖整个监测区域所需的最少监测终端的数量;
步骤(2):在待监测区域轮廓外部随机部署初始种子点集
Figure FDA0002246054250000032
初始种子点集中包括n个初始种子点,每个初始种子点代表一个监测终端;每个初始种子点都在待监测区域轮廓的外部;
步骤(3):若首次执行,则根据初始种子点集
Figure FDA0002246054250000033
基于Delaunay三角剖分生成Voronoi图算法计算关于待监测区域Ω的Voronoi剖分
Figure FDA0002246054250000034
若非首次执行,则根据前一次迭代中计算出的新的种子点集,计算关于待监测区域Ω的Voronoi剖分;
步骤(4):计算步骤(3)中每一个Voronoi单元
Figure FDA0002246054250000035
的重心,将重心作为新的种子点,得到新的种子点集
Figure FDA0002246054250000036
步骤(5):判断步骤(4)中计算出的种子点集与前一次迭代中计算出的种子点集的差异是否小于设定阈值δ,若小于设定阈值,则计算结束;否则,继续执行步骤(3)。
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