(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210214463.2 (22)申请日 2022.03.07 (71)申请人 复旦大学 地址 200433 上海市杨 浦区邯郸路2 20号 申请人 北京航空航天大 学杭州创新研究院 (72)发明人 金城　胡海苗　吴渊　王中策　 (74)专利代理 机构 上海正旦专利代理有限公司 31200 专利代理师 王洁平 (51)Int.Cl. H04N 7/18(2006.01) H04N 5/232(2006.01) H04L 45/02(2022.01) H04L 45/74(2022.01) (54)发明名称 一种基于节点通信和设备协同的目标跨域 追踪方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于节点通信和设备协 同的目标跨域追踪方法。 其包括以下步骤： 步骤 １： 根据监控节点的实际位置关系， 衡量监控节点 邻接关系， 计算障碍物导致的视野盲区， 转换目 标探测方位区间， 构建节点拓扑图和通信路由 表； 步骤2： 根据通信路由表与目标来向的节点交 流目标方位、 轨迹和外观特征信息， 缩小目标跨 域检索范围， 通过建立目标监视权机制， 在保持 目标处于视野 范围的前提下， 为目标合理分配监 控资源， 实现多节点协 同的目标追踪。 本发明方 法具有目标跨 域追踪速度快， 准确率高的优点。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 114785983 A 2022.07.22 CN 114785983 A 1.一种基于节点 通信和设备协同的目标跨 域追踪方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 节点拓扑图和通信路由表的构建 根据监控节点的实际位置关系， 衡量监控节点邻接关系， 计算障碍物导致的视野盲区， 转换目标探测方位区间， 构建节点拓扑图和通信路由表； 节点拓扑图中图的节点代表监控 节点， 图的边代表顶点对应的节点之间存在重叠监控区域， 通信 路由表包括监控节点的坐 标位置、 IP地址、 探测方位区间和节点状态； 步骤2： 多节点协同的目标追踪 根据通信路由表与目标来向的节点交流目标方位、 轨迹和外观特征信息， 缩小目标跨 域检索范围， 通过建立目标监视权机制， 在保持目标 处于视野 范围的前提下， 为目标合理分 配监控资源， 实现多节点协同的目标追踪。 2.根据权利要求1所述的目标跨域追踪方法， 其特征在于， 步骤1中， 节点拓扑图的构建 方法具体如下： (1)根据监控系统内各节点的具体信息， 生成监控节点列表 A， 具体为 A＝{a1， a2， ...， aN} 其中， ai＝(xi， yi， ipi)， 表示节点ai在世界坐标系下的具体方位和IP地址， N为监控节点 数量； (2)遍历监控节点列表A， 为每个监控节点ai生成邻接列表Pi， 存有与ai相邻的节点； 邻 接列表Pi内的元素节点aj与ai的距离满足关系式 (xi‑xj)2+(yi‑yj)2＜4r2 其中， (xi， yi)为监控节点ai在世界坐标系下的位置， (xj， yj)为邻接节点aj在世界坐标 系下的位置， r 表示监控节点实际探测的半径范围； (3)以探测距离r为半径分别作监控节点ai、 邻接节点aj的边界圆ci、 cj， 边界圆ci与边界 圆cj交于pij和qij， 作出监控节点ai到交点pij和qij的射线l1和l2； l1和l2之间的夹角区间 θij＝[α， β ]； 若监控节点ai与邻接节点aj间不存在障碍物， aj相对于ai的探测方位区间δij＝θij； 若监控节点ai与邻接节点aj间存在障碍物， 作出监控节点aj到建筑物边缘的射线l3和 l4， l3和l4与边界圆cj交于p′ij和q′ij两点， 作出监控节点ai到p′ij和q′ij的射线l′1和l′2， l′1 和l′2之间夹角区间θ ′ij＝[α′， β′]， θ′ij为视野盲区相对于监控节点ai的具体方位， 邻接节 点aj相对于监测 节点ai的探测方位区间δij＝θij‑θ′ij； 若δij为空区间， 则说明ai和aj实际上 是不相邻的， 则将aj从Pi内剔除； (4)根据邻接列表Pi以及邻接节点aj相对于监控节点ai的探测方位区间δij， 构建节点拓 扑图G＝(V， E)， 图的节点代表监控节点， 图的边代表顶点对应的节点之间存在重叠监控区 域， 节点拓扑图G采用有向边存 储重叠区域的方位信息， 其构建方法如下： V＝{a1， a2， ...， ai}， ai＝(x1， y1)∈A 其中， 点集V采用列表方式存储， 边集E由大小为N ×N的二维矩阵表示， 若δij为空或者ai 和aj为同一节点， 说明ai和aj之间不存在重叠 监视区域， Eij的值为空集； 若 δij不为空， 说明ai 和aj之间存在重 叠监视区域；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114785983 A 2(5)根据节点拓扑图， 构建各监控节点的通信路由表， 通信路由表包括监控节点的坐标 位置、 IP地址、 探测方位区间和节点状态， 节点状态包括异常状态、 离线状态、 工作状态和阻 塞状态。 3.根据权利要求1所述的目标跨域追踪方法， 其特征在于， 步骤2中， 多节点协同的目标 追踪方法具体如下： (1)建立目标监视权机制， 若监控节点拥有目标监视权， 移动监控云台实时追踪目标， 每个目标到监视权对应一个监控节点， 用于协助移动目标在监控节点间到身份交接， 防止 多台监控云台共同追踪目标导 致的监控资源浪费； (2)监控节点检测到目标， 根据目标来向查找通信路由表对应的邻接节点， 若不存在邻 接节点， 表明目标来自外界未监控区域， 节点 直接获得目标监视 权并追踪目标； (3)监控节点检测到目标， 根据目标来向查找通信路由表对应的邻接节点， 若存在邻接 节点， 表明目标来自邻接监控区域， 监控节点与邻接节点通信并获得周围目标信息， 缩小目 标跨域检索范围， 快速识别目标身份。 4.根据权利要求1所述的目标跨域追踪方法， 其特征在于， 步骤2中， 多节点协同的目标 追踪方法具体如下： (1)监控节点ai探测到目标p， 并根据毫米波雷达数据分析结果得到目标p在节点ai节点 坐标系下的位置， 计算出与目标p监控节点ai的距离为dip， 判断目标p是否在节点ai的监测 区域内； (2)当目标p在监控节点ai的监测区域内， 根据毫米波雷达提供的目标p角度信息 查 找监控节点ai的通信路由表， 判断目标来向是否存在邻 接节点； 如果不存在， 则节点ai获得 目标p的监视权， 并为目标p分配唯一的身份信息， 完成本次任务， 如果存在， 根据其通信地 址， 节点ai向邻接节点{a1， a2...aj}发送目标p的查询请求， 其中包 含的信息为 reqip＝{(xip， yip)， (xi， yi)} 其中(xip， yip)为目标p 在监控节点ai的坐标系下的位置； (3)邻接节点{a1， a2...aj}收到来自监控节点ai的查询请求， 对于每个邻接节点aj， 分析 目标p在该节点坐标系下的位置(xjp， yjp)， 根据当前探测 到的目标集合{p1， p2， ...， pk}， 得 到候选检索集合sel ectjp＝{pm}， 并且目标pm数据内容、 监视权hostm和监控坐 标系下的位置 (xjm， yjm)满足以下 条件： pm＝{(xjm， yjm)， (xj， yj)， featm， trajm} hostm＝aj 其中featm表示为候选目标的外观特征向量， trajm为候选目标的时序轨迹序列； range 为目标跨域检索的阈值范围， 所有与p距离小于range的探测目标都会被纳入到候选检索集 合selectp中； 监视权hostm表示正在监视目标pm的监控节点， 其监控云台根据目标pm转动， 将其纳入到 视野范围内； 邻接节点aj将候选检索集合selectjp作为响应数据发送 给监控节点ai， 等待ai的后续处 理； (4)监控节点ai汇总邻接节点aj的响应数据， 得到候选检索集 合selectp， 满足关系式：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114785983 A 3