پوشش چند-جانبه از هدف با تکیه بر روش های هوشمند در شبکه های حسگر بصری

شبکه های حسگر بصری کلاس جدیدی از شبکه های حسگر بی سیم هستند که گره های حسگر تشکیل دهنده ی آنها (گره های دوربین دار) علاوه بر قابلیت ارتباطی و محاسباتی مجهز به حسگر تصویر بوده و قابلیت تصویربرداری نیز دارند. این قابلیت گره های دوربین دار باعث وسیع تر شدن بازه ی کاربردهای شبکه های حسگر بصری گردیده است. از آنجایی هم که در اکثر کاربردها اطلاعات اهداف ظاهر شونده جهت تحقق کاربرد ضروری می باشد، امروزه مسئله ی پوشش هدف از جمله مسائل چالش برانگیز در زمینه ی شبکه های حسگر بصری به شمار می آید. از این رو برخی از نویسندگان آرمان خود را پوشش بیشترین دیدگاه از هدف با کمترین تعداد گره های دوربین دار قرار داده و مسئله پوشش چند-جانبه از هدف را مطرح نموده اند. با بررسی کارهای پیشینی که جهت پوشش چند-جانبه از هدف ظاهرشونده انجام شده، نتیجه گرفته می شود که می توان این کار ها را در دو گروه قرار داد. تمرکز گروه اول در جهت فراهم سازی بیشترین پوشش از کمان های هدف ظاهرشونده که به صورت دایره ای مدل شده، می باشد. در حالی که، گروه دوم برای دستیابی به اطلاعات دقیق تر در مورد هدف دایره ای، فراهم آوردن بیشترین پوشش از قطاع های هدف ظاهرشونده را مدنظر قرار داده است. بررسی ها نشان داده اند که در کارهای پیشین، دو رویکرد جهت فراهم آوردن بیشترین پوشش از قطاع های هدف دایره ای وجود دارد. در رویکرد اول، محققان قراردهی گره های دوربین دار در محیط تحت نظارت، جهت حل مسئله ی پوشش چند-جانبه از هدف را مدنظر قرار داده اند. به هر حال چنین روش هایی در بسیاری از کاربردهای موجود برای شبکه های حسگر بصری مانند پایش و نظارت نواحی ناشناخته، به این دلیل که الگوی مناسبی از موقعیت وقوع اهداف ، وجود نداشته و محیط تحت نظارت نیز غیرقابل دسترس می باشد، قابل استفاده نمی باشند. از این رو در رویکرد دوم، با فرض پخش شدن گره های حسگر دوربین دار به صورت تصادفی در نواحی غیر قابل دسترس، راهکارهایی برای حل مسئله ی پوشش چند-جانبه از هدف ارائه شده است که در این راهکارها، به جای استفاده از روش های قراردهی، از روش های انتخاب استفاده شده است. بررسی عملکرد این مقالات نشان می دهد که در آنها از روش برنامه ریزی عددی صفر و یک برای انتخاب گره های مناسب جهت فراهم آمدن پوشش چند-جانبه از هدف بهره گرفته شده است. به هر حال بکارگیری روش برنامه ریزی عددی صفر و یک، با توجه به طولانی بودن مدت زمان لازم برای ارسال اطلاعات به ایستگاه مرکزی و فعالسازی گره های حسگر دوربیندار منتخب با استفاده از پیام های بازگشتی از ایستگاه مرکزی، در روش های متمرکز و همچنین با در نظر گرفتن پیچیدگی زمانی غیر چند-جمله ای سخت مسئله مورد نظر، در مواردی که تعداد گره های دوربین دار افزایش می یابد، نمی تواند برای تحقق بسیاری از کاربردها رضایت بخش باشد. با توجه به توضیحات مذکور هدف اصلی این پایان نامه، حل مسئلهی پوشش چند-جانبه از هدف در کوتاهترین زمان ممکن و با برآوردهسازی آرمان های بیشینه سازی پوشش چند-جانبه از هدف و کمینه سازی پوشش های چند-جانبه از هدف هم پوشان می باشد. جهت حل مسئله ی مذکور و برآورده سازی آرمان های معرفی شده، یک الگوریتم انتخاب توزیع شده ارائه می شود. الگوریتم پیشنهادی، "gmtc" نامگذاری شده است که مبتنی بر نظریه ی بازی ها بوده و پایه ی ریاضی دارد. نتایج حاصل از شبیه سازی ها، صحت عملکرد الگوریتم "gmtc" را در مقایسه با الگوریتم قطعی و متمرکز نشان می دهد.