基于聲音的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單目標(biāo)跟蹤研究與應(yīng)用.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量智能傳感器節(jié)點(diǎn)以無(wú)線通信方式融合在一起，并能對(duì)周圍的某些物理現(xiàn)象進(jìn)行協(xié)同感知的自組織網(wǎng)絡(luò)。目標(biāo)跟蹤是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用，目前基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤研究主要集中在單目標(biāo)跟蹤，現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)自組織策略和目標(biāo)定位算法，對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，存在定位精度和能耗不可調(diào)節(jié)、容錯(cuò)性差、目標(biāo)丟失等問(wèn)題。如何解決這些問(wèn)題，是一個(gè)值得深入研究的課題。 本文以車輛跟蹤應(yīng)用為背景，詳細(xì)分析了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單目標(biāo)跟蹤中的跟蹤

2、和定位問(wèn)題，修改并提出了一套基于聲音能量的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單目標(biāo)跟蹤和定位算法。本文主要工作如下： 1、在CA-CFAR.基礎(chǔ)上，提出了WCA.CFAR單節(jié)點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)算法，該算法使用節(jié)點(diǎn)自身的歷史數(shù)據(jù)和“將來(lái)”數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)目標(biāo)檢測(cè)閥值。 2、改進(jìn)了一個(gè)基于聲音能量的傳感器節(jié)點(diǎn)自組織策略。在簇首領(lǐng)節(jié)點(diǎn)選舉和移交算法中，使用節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到的目標(biāo)聲音能量值作為首領(lǐng)選擇的依據(jù)。 3、提出了加權(quán)質(zhì)心目標(biāo)定位算法。根據(jù)聲音能量傳播

3、模型，節(jié)點(diǎn)偵測(cè)到的目標(biāo)聲音能量值和節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)距離的平方成反比。因此，在使用節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)估計(jì)目標(biāo)位置時(shí)，將節(jié)點(diǎn)偵測(cè)到的目標(biāo)聲音能量值的平方根作為該節(jié)點(diǎn)的權(quán)重。 4、在Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)上，使用Visual C和MATLAB 6.5開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于聲音的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單目標(biāo)跟蹤仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)WinWSNSim，并在該平臺(tái)上，對(duì)基于聲音能量的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自組織策略、加權(quán)質(zhì)心定位算法以及三邊測(cè)量定位算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)表