基于粒子濾波算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤研究.pdf

1、目標(biāo)跟蹤技術(shù)一直以來都是探索的熱點(diǎn)，其應(yīng)用范圍涉及軍事、工業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。目標(biāo)跟蹤技術(shù)出現(xiàn)至今已有五十余年，帶動(dòng)了大量的理論與相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。隨著傳感器技術(shù)近些年的飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)得到了各方的高度關(guān)注，由于其覆蓋范圍廣泛，成本低廉以及檢測(cè)方式的多樣性的特點(diǎn)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將成為二十一世紀(jì)最重要的技術(shù)之一?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤是當(dāng)今研究熱點(diǎn)之一。介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)和目標(biāo)跟蹤的技術(shù)，然

2、后總結(jié)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位與跟蹤需考慮的一些因素包括目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的建模、常用的運(yùn)動(dòng)模型，并且指出傳統(tǒng)的目標(biāo)跟蹤算法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)跟蹤中面臨的問題包括難以確定目標(biāo)和濾波器的初始狀態(tài)、間歇性目標(biāo)丟失以及在雜波與誤測(cè)量較多的情形下其濾波性能較差。
　　本研究針對(duì)上述缺陷，基于隨機(jī)集理論(RFS)和有限集統(tǒng)計(jì)(FISST)方法，提出了一種針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多目標(biāo)跟蹤的粒子PHD濾波器，并且針對(duì)傳統(tǒng)PHD濾波器的計(jì)算復(fù)雜度較高的問題，設(shè)計(jì)

3、了一種分布式粒子PHD濾波器改善其跟蹤的實(shí)時(shí)性能。在基于超聲波測(cè)距的無線傳感網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)計(jì)了一種基于HC-SR04陣列的360°超聲波傳感器硬件節(jié)點(diǎn)，而后針對(duì)粒子濾波分布式計(jì)算的同步需求，提出了一種基于AODV路由協(xié)議的時(shí)鐘同步算法TS-AODV，隨后在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步的基礎(chǔ)上，研究并實(shí)現(xiàn)了分布式粒子PHD濾波。通過實(shí)驗(yàn)證明，粒子PHD濾波算法在傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤應(yīng)用中，能夠有效的估計(jì)出多目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)狀態(tài)、目標(biāo)數(shù)量，并且在雜波較多