無(wú)線感知網(wǎng)分布式多目標(biāo)跟蹤方法研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，也稱(chēng)感知網(wǎng)，是一種由大量體形小、成本低，具有通信能力的傳感器通過(guò)adhoc方式形成的網(wǎng)絡(luò)。其能夠?qū)崟r(shí)獲取、分析、融合周邊環(huán)境信息，反饋給后臺(tái)用戶(hù)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備管理、公共安全、醫(yī)療和軍事應(yīng)用等方面有著廣泛的用途。其中目標(biāo)跟蹤研究是一個(gè)很重要的應(yīng)用研究分支，在野生動(dòng)物追蹤、智能交通、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)控等應(yīng)用中作用舉足輕重。本文在改進(jìn)已有單目標(biāo)跟蹤算法的基礎(chǔ)上，提出了一種感知網(wǎng)多目標(biāo)的跟蹤框架。
　　首先針對(duì)高信噪比環(huán)境特點(diǎn)，

2、提出了一種新的“距離-量測(cè)”定位算法。算法通過(guò)對(duì)先期目標(biāo)信息的存儲(chǔ)和節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域的劃分，對(duì)定位精度和計(jì)算復(fù)雜度以及可靠性進(jìn)行折中，在滿(mǎn)足需要的條件下，提高了定位效率。
　　如何節(jié)省節(jié)點(diǎn)能耗，是感知網(wǎng)目標(biāo)跟蹤研究的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。本文基于目標(biāo)動(dòng)向預(yù)測(cè)跟蹤簇算法，對(duì)動(dòng)態(tài)簇簇首的產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)，提出了“太子簇首-異常-競(jìng)爭(zhēng)”算法。算法首先根據(jù)歷史預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，然后根據(jù)分類(lèi)結(jié)果預(yù)定最合適的節(jié)點(diǎn)作為下一定位時(shí)刻的簇首，從而摒棄以往

3、算法中多節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)或選舉的簇首產(chǎn)生機(jī)制，減少信號(hào)發(fā)送，從而節(jié)省了能量。
　　多目標(biāo)環(huán)境下，目標(biāo)間距離由遠(yuǎn)及近，其對(duì)節(jié)點(diǎn)的共同影響程度將隨之增大，從而產(chǎn)生多目標(biāo)的信號(hào)關(guān)聯(lián)問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)目標(biāo)間遠(yuǎn)近距離的場(chǎng)景分析建立多目標(biāo)跟蹤框架。即“遠(yuǎn)距離單目標(biāo)精確跟蹤-稀疏多目標(biāo)類(lèi)精確跟蹤和密集多目標(biāo)集群跟蹤”。
　　多目標(biāo)類(lèi)精確跟蹤針對(duì)稀疏多目標(biāo)情況下問(wèn)題分析，對(duì)單目標(biāo)的“太子簇首-異常-競(jìng)爭(zhēng)”跟蹤算法進(jìn)行修正。加入時(shí)間戳機(jī)制，根據(jù)預(yù)測(cè)信息

4、對(duì)節(jié)點(diǎn)量測(cè)進(jìn)行分解，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的量測(cè)信號(hào)關(guān)聯(lián)，對(duì)每個(gè)目標(biāo)區(qū)分跟蹤。
　　多目標(biāo)集群跟蹤將所有目標(biāo)視為一個(gè)整體。本文通過(guò)對(duì)集群簇的形成、定位、持續(xù)、合并和分解的條件及具體過(guò)程的分析，描述了集群跟蹤算法的整體框架以及類(lèi)精確跟蹤與集群跟蹤的相互轉(zhuǎn)換過(guò)程。
　　最后，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于Mica2平臺(tái)的原型系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)。原型系統(tǒng)用于目標(biāo)定位算法和單目標(biāo)“太子簇首-異常-競(jìng)爭(zhēng)”跟蹤算法的可行性驗(yàn)證；仿真系統(tǒng)驗(yàn)證多目標(biāo)類(lèi)精確跟蹤和集群跟