无人机-物联网网络在未来野火检测中的作用

Osama M. Bushnaq; Anas Chaaban; Tareq Y. Al-Naffouri

无人机-物联网网络在未来野火检测中的作用

网络与互联网体系结构 2020-07-29 v1 信号处理

作者: Osama M. Bushnaq , Anas Chaaban , Tareq Y. Al-Naffouri

摘要

由于全球野火的严重性和频率不断增加,野火管理与检测的挑战近来受到越来越多的关注。卫星成像和基于远程摄像头的感知等流行的火灾检测技术存在检测滞后和可靠性低的问题,而早期野火检测是防止大规模火灾的关键。在本文中,我们提出了一种基于无人机辅助物联网(UAV-IoT)网络的新型野火检测方案。主要目标是(1)研究 UAV-IoT 网络用于野火检测的性能与可靠性,以及(2)给出优化 UAV-IoT 网络以在有限预算下提高火灾检测概率的指南。我们专注于优化 IoT 设备密度和覆盖森林区域的无人机数量,使得在有限时间和预算内野火检测概率的下界最大化。在火灾点燃后的任意时刻,距火点有限距离内的 IoT 设备可检测到火情。这些 IoT 设备仅当无人机临近时才能上报其测量值。利用离散时间马尔可夫链(DTMC)分析计算离散时刻的火灾检测概率。在宣告火灾检测前,设计了一个验证状态以考虑 IoT 设备的实际限制,如漏检和虚警概率。数值结果表明,在系统预算充足时,UAV-IoT 火灾检测可比最先进的卫星成像技术提供更快速、更可靠的野火检测方案。

关键词

无人机-物联网网络野火检测物联网无人机离散时间马尔可夫链检测概率优化

引用

@article{arxiv.2007.14158,
  title  = {The Role of UAV-IoT Networks in Future Wildfire Detection},
  author = {Osama M. Bushnaq and Anas Chaaban and Tareq Y. Al-Naffouri},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.14158},
  year   = {2020}
}

备注

Submitted to IEEE IoT journal

无人机-物联网网络在未来野火检测中的作用

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关键词

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