無線傳感器網絡中目標跟蹤技術研究.pdf

1、無線傳感器網絡由許多體積小、價格低、處理能力強的傳感器節(jié)點構成，集成了傳感器、嵌入式、無線通信及分布式處理等技術，其已在軍事、環(huán)境、家庭等領域得到廣泛的應用?；跓o線傳感器網絡中的目標跟蹤也因其特有的技術優(yōu)勢和應用前景，成為研究的熱點。但是由于傳感器節(jié)點計算能力弱、節(jié)點通信距離短以及通信可靠性低等缺點，所以在目標跟蹤過程中，需要多個節(jié)點協(xié)同工作。目標跟蹤研究中的核心問題就是如何以最低能耗、有限的通信帶寬和計算能力實現(xiàn)準確的目標跟蹤。

2、r>　　本論文以目標定位和目標跟蹤為研究內容，以提高目標定位精度、減少網絡能量消耗、延長網絡壽命為研究目的，在已有跟蹤算法基礎上，針對不同的實際應用場景對目標跟蹤技術進行研究，提出兩種不同的目標跟蹤算法；并通過仿真和模擬對算法性能進行驗證。論文主要的研究工作包括以下兩個方面。
　?、僭谝阎?jié)點準確位置信息和目標移動模型的情況下，利用粒子濾波技術，提出了一種基于預測的動態(tài)分簇目標跟蹤算法。由于單個節(jié)點跟蹤精度易受環(huán)境中干擾和節(jié)點狀態(tài)

3、的影響，所以算法使用多節(jié)點協(xié)同跟蹤，并形成簇結構。同時為解決集中式粒子濾波算法的不足，算法利用分布式粒子濾波技術對目標狀態(tài)進行估計。算法根據節(jié)點的準確位置信息和節(jié)點概率探測模型，在多個節(jié)點中選擇簇頭和簇成員節(jié)點；并利用分布式粒子濾波理論和目標運動模型，在簇成員節(jié)點對粒子狀態(tài)進行計算，在簇頭節(jié)點對目標位置進行估計；然后預測下一時刻目標的跟蹤誤差；最后根據跟蹤誤差決定是否動態(tài)更新簇。通過與已有的算法進行對比，實驗表明所提出的算法跟蹤精度較高

4、，且跟蹤節(jié)點能耗較少。
　?、谠谀繕穗S機運動且無準確節(jié)點定位信息的條件下，把與距離無關的定位算法和路由結構相結合，提出了一種能量有效節(jié)點序列跟蹤算法。傳感器網絡環(huán)境中的噪聲干擾以及目標移動的隨機性要求算法簡單且有很好的魯棒性，所以算法采用了一種與距離無關的節(jié)點序列定位算法對目標位置進行估計；同時利用節(jié)點部署密度限制節(jié)點數(shù)量和節(jié)點序列長度，避免因節(jié)點過多而造成的節(jié)點序列低可靠性問題?？紤]到傳感器網絡中感知節(jié)點的能量和處理能力的限制，