無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于可信距離區(qū)間的目標(biāo)定位與跟蹤.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，也稱感知網(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)ad hoc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，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。本文針對(duì)目標(biāo)定位的精確性，定位過(guò)程的復(fù)雜性，在已有的根據(jù)能量定位的方法基礎(chǔ)上，提出了一種新的定位方法，并基于

2、這種定位方法，提出了一種感知網(wǎng)目標(biāo)跟蹤框架。
　　首先針對(duì)感知網(wǎng)定位環(huán)境的噪聲不可消除性的特點(diǎn)，在綜合各種已有能量定位方法的基礎(chǔ)上，考慮噪聲的影響，本文提出了一種新的基于“可信距離區(qū)間”的定位算法。此方法考慮噪聲的因素，把目標(biāo)可能出現(xiàn)的距離擴(kuò)展為一個(gè)可信距離區(qū)間，使定位更接近實(shí)際情況，從而大大提高了定位的精確度。本文在定位算法中引進(jìn)了有效感知弧的概念，使定位情況簡(jiǎn)單化。
　　基于“可信距離區(qū)間”定位算法，通過(guò)對(duì)先期目標(biāo)信息的

3、存儲(chǔ)和節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域的劃分，本文提出K值目標(biāo)定位算法，對(duì)定位精度和計(jì)算復(fù)雜度進(jìn)行折中，在滿足需要的條件下，提高了定位效率。
　　分布式簇管理機(jī)制是移動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的核心組件，是系統(tǒng)達(dá)到高可擴(kuò)展性和低能耗的關(guān)鍵。本文提出了一種基于目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)自身電量的動(dòng)態(tài)簇管理機(jī)制，從簇的構(gòu)建和簇的維護(hù)兩個(gè)方面對(duì)其工作機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的各種異常狀況給出了相應(yīng)的解決方案。
　　本文基于常用的分段線性擬合和滑動(dòng)窗多

4、項(xiàng)式擬合方法，提出了一種自適應(yīng)的方法對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)軌跡進(jìn)行擬合和預(yù)測(cè)。該方法是利用目標(biāo)位置歷史數(shù)據(jù)序列建立擬合方程，根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，選擇一種適合的模型進(jìn)行擬合，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，該方法計(jì)算量小、適合各種運(yùn)動(dòng)情況，精度高，更加有利于目標(biāo)跟蹤的實(shí)現(xiàn)。
　　最后，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于HIT節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)捕獲子系統(tǒng)和基于Mica2平臺(tái)的目標(biāo)定位與跟蹤子系統(tǒng)。HIT節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)用于對(duì)目標(biāo)的聲音和圖像進(jìn)行采集和管理；目標(biāo)定位與