矢量任務(wù)地圖:群智感知任務(wù)漸進(jìn)式分發(fā)方法
【部分圖文】：
動(dòng)傳感器比相同數(shù)目的靜止傳感器能覆蓋更大的監(jiān)測(cè)范圍，但也正是因?yàn)橐苿?dòng)性，移動(dòng)終端構(gòu)成了無(wú)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，感知平臺(tái)難以預(yù)測(cè)終端的移動(dòng)軌跡，從而難以對(duì)每個(gè)終端直接下發(fā)相應(yīng)的感知任務(wù)．然而我們考慮到：（１）移動(dòng)終端只是數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，感知數(shù)據(jù)本身的位置是固定不變的．（２）用戶(hù)的移動(dòng)是基于道路的，行人、自行車(chē)、汽車(chē)只能在對(duì)應(yīng)的道路上運(yùn)動(dòng)，不能偏離了原有的道路而另辟蹊徑．所以我們將任務(wù)和子道路綁定在一起．感知服務(wù)器通過(guò)構(gòu)建若干［子道路，任務(wù)］二元組實(shí)現(xiàn)矢量任務(wù)分發(fā)．圖３任務(wù)地圖任務(wù)地圖上大部分的子道路是矢量地圖原有完整道路中無(wú)分叉的一小段道路，如圖３（ａ）所示．對(duì)于少數(shù)不在道路上的任務(wù)，我們?cè)谌蝿?wù)區(qū)域中設(shè)置坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)構(gòu)建子道路．矢量任務(wù)地圖也滿(mǎn)足覆蓋范圍不同的任務(wù)分發(fā)．覆蓋范圍大的任務(wù)可能包含多條子道路，我們分發(fā)多個(gè)［子道路，任務(wù)］二元組，如圖３（ｂ）所示；覆蓋范圍小的任務(wù)可能不能用一條完整的子道路表示，通過(guò)在子道路上選擇部分坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)建新的子道路，用于任務(wù)分發(fā)，如圖３（ｃ）所示．任務(wù)地圖的更新與任務(wù)分發(fā)相類(lèi)似，通過(guò)傳輸［子道路，任務(wù)］二元組實(shí)現(xiàn)．由于道路是固定不變的，道路信息數(shù)據(jù)只需傳輸一次，因而在任務(wù)地圖更新時(shí)，如果道路首末兩點(diǎn)在已有的任務(wù)地圖上，則終止道路數(shù)據(jù)的傳輸，否則傳輸完整道路數(shù)據(jù)．相比較于Ｚｏｏｍ中將任務(wù)和地點(diǎn)綁定在一起的思想，矢量任務(wù)地圖以子道路作為最小數(shù)據(jù)單元進(jìn)行任務(wù)標(biāo)注，每條子道路上的任務(wù)都是一致的，這樣就無(wú)需如Ｚｏｏｍ那樣為每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行任務(wù)標(biāo)注，有效節(jié)約了數(shù)據(jù)量．并且矢量數(shù)據(jù)格式保存的都是有效的坐標(biāo)信息，沒(méi)有冗余數(shù)據(jù)
任務(wù)標(biāo)注，每條子道路上的任務(wù)都是一致的，這樣就無(wú)需如Ｚｏｏｍ那樣為每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行任務(wù)標(biāo)注，有效節(jié)約了數(shù)據(jù)量．并且矢量數(shù)據(jù)格式保存的都是有效的坐標(biāo)信息，沒(méi)有冗余數(shù)據(jù)，相比于Ｚｏｏｍ，機(jī)器可讀性更強(qiáng)．對(duì)于Ｚｏｏｍ中存在的一個(gè)柵格點(diǎn)上只能表示一類(lèi)任務(wù)的問(wèn)題，矢量任務(wù)地圖將子道路與其所具有的多個(gè)任務(wù)分別綁定一次，通過(guò)依次傳輸這些綁定信息，使問(wèn)題得到有效解決．２．１．２任務(wù)測(cè)量將多個(gè)［子道路，任務(wù)］二元組結(jié)合起來(lái)，就形成了矢量任務(wù)地圖．一個(gè)簡(jiǎn)單的矢量任務(wù)地圖如圖４所示．地圖上存在３個(gè)任務(wù)，實(shí)線(xiàn)道路表明經(jīng)過(guò)該道路的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要收集溫度數(shù)據(jù)，即收集溫度數(shù)據(jù)為傳感任務(wù)；虛線(xiàn)道路則分別表示收集速度和光度數(shù)據(jù)是傳感任務(wù)．移動(dòng)終端接收到此矢量任務(wù)地圖后，就能獲知在哪些地點(diǎn)需要完成什么傳感任務(wù)．圖４矢量任務(wù)地圖移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)矢量任務(wù)地圖能夠?qū)崿F(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)進(jìn)而協(xié)調(diào)任務(wù)測(cè)量．位于相同道路并能夠測(cè)量該道路上所要求傳感任務(wù)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)傳感組，傳感組內(nèi)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)彼此協(xié)調(diào)共同完成對(duì)道路上任務(wù)的測(cè)量．采用這種方式，節(jié)點(diǎn)不需要服務(wù)器的參與就能組成一個(gè)個(gè)傳感組．２．２漸進(jìn)式分發(fā)方法２．２．１漸進(jìn)式分發(fā)框架我們研究的對(duì)象是群智感知環(huán)境下的任務(wù)分發(fā)，構(gòu)建的矢量任務(wù)地圖不同于一般的地圖，矢量任務(wù)地圖不需要精確的坐標(biāo)表示．參與群智感知的終８１９４９期張君濤等：矢量任務(wù)地圖：群智感知任務(wù)漸進(jìn)式分發(fā)方法
圖６新增點(diǎn)插入矢量任務(wù)地圖２．２．２精度按位增加圖７坐標(biāo)點(diǎn)精度增加在矢量地圖中，坐標(biāo)通常用６４位ｄｏｕｂｌｅ型數(shù)據(jù)表示，其表示的精度高、范圍廣，地球上的每一個(gè)點(diǎn)都可以被這６４位的坐標(biāo)精確表示．然而，這里研究的是矢量任務(wù)地圖分發(fā)給參與感知的用戶(hù)，用戶(hù)的移動(dòng)范圍最大為一個(gè)城市，即使是我國(guó)最大的城市北京，其面積也只是１．６萬(wàn)平方公里，因而北京市地圖橫縱坐標(biāo)的最大值不會(huì)超過(guò)２００００００ｍ，用二進(jìn)制數(shù)據(jù)表示的長(zhǎng)度是２１位．同時(shí)矢量任務(wù)地圖對(duì)精確度沒(méi)有很高的要求，以米作為矢量任務(wù)地圖的最高分辨率不會(huì)對(duì)移動(dòng)終端定位產(chǎn)生影響．以往對(duì)降低坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)精度的研究是采用不同的字節(jié)型數(shù)據(jù)（如ｉｎｔ型、ｓｈｏｒｔ型）表示道路坐標(biāo)點(diǎn)不同的精度，我們認(rèn)為道路中坐標(biāo)點(diǎn)的存儲(chǔ)可以突破字、字節(jié)的限制，改用位的形式來(lái)表示．相比于字節(jié)型數(shù)據(jù)每增加一個(gè)字節(jié)，精度提高２５６倍的快速變化，按位增加表示的精度變化僅為１倍．用位表示坐標(biāo)后，位數(shù)越高包含道路的信息也越多，在分發(fā)矢量任務(wù)地圖時(shí)，首先分發(fā)的是由道路點(diǎn)高位坐標(biāo)組成的數(shù)據(jù)信息，隨著漸進(jìn)式分發(fā)的進(jìn)行，分發(fā)坐標(biāo)點(diǎn)的位數(shù)依次降低．我們?cè)O(shè)計(jì)，每次分發(fā)的數(shù)據(jù)都只有坐標(biāo)點(diǎn)２位的信息，選�。参贿M(jìn)行分發(fā)既有利于２．２．４節(jié)將說(shuō)明的新增點(diǎn)坐標(biāo)壓縮方法，也不會(huì)造成附加信息數(shù)據(jù)量過(guò)大，因而有利于漸進(jìn)式分發(fā)的順利進(jìn)行．圖７中顯示的是點(diǎn)Ａ的坐標(biāo)信息漸進(jìn)式分發(fā)的過(guò)程．點(diǎn)Ａ的實(shí)際坐標(biāo)為Ａ（１００１１０，１０１０１１）．在第１次分發(fā)時(shí)，我們提取坐標(biāo)點(diǎn)最高兩位的坐標(biāo)（１０，１０）；在第２次分發(fā)時(shí)
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