超聲波傳感器網(wǎng)絡(luò)目標跟蹤系統(tǒng)設(shè)計與算法.pdf

1、本文選用高精度低功耗的超聲波作為測距傳感器，構(gòu)成超聲波傳感器網(wǎng)絡(luò)做目標的定位與跟蹤。傳統(tǒng)的目標定位跟蹤研究一般只考慮目標的位置，而忽略了目標的大小。但是目標的大小在一些應(yīng)用中有著重要的作用，比如可以幫助改進系統(tǒng)的跟蹤性能，同時也可以作為辨別和跟蹤多目標物體的重要依據(jù)。
　　 超聲波傳感網(wǎng)絡(luò)跟蹤系統(tǒng)有著精度高、功耗低的優(yōu)點，但是在實際的應(yīng)用中也面臨著諸多的限制與挑戰(zhàn)，如傳感器間的相互干擾、目標的測量范圍有限等問題。本文主要針對上述

2、問題展開，研究有效的目標跟蹤與目標大小估計算法，及合理的傳感器調(diào)度策略權(quán)衡系統(tǒng)的跟蹤性能及能量消耗，最后搭建實驗平臺驗證算法的有效性，主要完成工作如下:
　　 首先，本文考慮實際目標大小這一參數(shù)，通過建立超聲波傳感器網(wǎng)絡(luò)目標位置與大小的實際模型，提出基于超聲波傳感器網(wǎng)絡(luò)單目標跟蹤與大小估計的算法，同時通過仿真驗證了該算法的性能。接著將單目標跟蹤擴展到雙目標跟蹤，提出雙目標辨別算法，解決多目標跟蹤中遇到的候選測量值與目標集的匹配問

3、題，最后通過仿真驗證了雙目標辨別算法的有效性。
　　 其次，本文引入舵機擴大超聲波傳感器的測量范圍，同時結(jié)合舵機額外能耗，建立傳感器和網(wǎng)絡(luò)能耗模型，提出保質(zhì)降能調(diào)度算法，實現(xiàn)在保證系統(tǒng)跟蹤性能的前提下，盡可能地降低整個網(wǎng)絡(luò)消耗能量的目的，同時引入能耗最小調(diào)度策略和性能最佳調(diào)度策略作為比較，最后通過仿真驗證保質(zhì)降能調(diào)度算法在跟蹤性能和能量消耗兩方面的權(quán)衡優(yōu)越性。
　　 最后，搭建了實驗平臺，包括系統(tǒng)硬件設(shè)計、通信協(xié)議設(shè)計及