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《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的目標跟蹤算法研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有望在很多領(lǐng)域取得廣泛的應(yīng)用,包括環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、目標探測和跟蹤、機器人應(yīng)用等。并且該技術(shù)有望嵌入到因特網(wǎng)中,實現(xiàn)外部世界與人類社會的信息交換,拓寬人類獲取信息的方式。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因其低功耗、低成本、自組織性、可擴展性、隱蔽性等優(yōu)點而將在監(jiān)視和跟蹤領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成、拓撲結(jié)構(gòu)、路由協(xié)議、應(yīng)用前景等方面的知識。接著描述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中常用的節(jié)點定位算法。使用多維標度定位算法對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點進行定位,并且根據(jù)不同的仿真參數(shù)給出定量的分析結(jié)果。
2、最后,給出了擴展卡爾曼濾波算法、無跡卡爾曼濾波算法和粒子濾波算法的推導(dǎo)過程和仿真分析。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多傳感器融合目標跟蹤,提出一種混合濾波算法,稱為擴展混合粒子濾波算法(EM.PF)。該算法使用了一個混合的粒子傳播方案。在使用粒子濾波算法對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點測量信息進行融合時,粒子濾波器中的一部分粒子使用從擴展卡爾曼濾波狀態(tài)傳播獲得的高斯分布作為建議分布進行粒子傳播,而剩余的另一部分粒子則簡單地使用狀態(tài)轉(zhuǎn)移先驗分布進行粒子傳播。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的融合跟蹤仿真結(jié)果表明,和純粒子濾波算法相比,在仿真速率相
3、當?shù)那闆r下,混合濾波算法明顯提高了跟蹤精度和穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位目標跟蹤粒子濾波混合濾波AbstractWirelesssensornetworksareexpectedtofmdawidevarietyofapplicationsinmanyareas,includingenvironmentalmonitoring,intelligentagriculture,targetdetectionandtracking,roboticsapplicationsandSOon.Thetechnolo
4、gyofwirelesssensornetworksisexpectedtobeembeddedintotheIntemet,SOastofacilitateinformationexchangebetweentheexternalworldandhumanbeings,andbroadenthewaypeopleseekinformation.Becauseofthemeritoflowpowerconsumption,lowcost,hi曲capacityofself-organizing,scalabili
5、tyandimperceptibility,wirelesssensornetworkswillplayamoreandmoreimportantroleinthefieldofsurveillanceandtracking.Thisthesisgivesallintroductionoftheknowledgeofwirelesssensornetworks’components,architecture,routingprotocols,applicationprospectsandSOonatthebegi
6、nning.Afterthat,somenodelocalizationalgorithmsfrequentlyusedinwirelesssensornetworksaredescribed.Multidimentionalscalingmapalgorithmisemployedtoachievenodelocalizationinwirelesssensornetworks,andquantitativeanalysisdependsondifferentsimulationparametersisprov
7、ided.Finally,thecomputationalproceduresandsimulationanalysisofextendedKalmanfilteringalgorithm,unscentedKalmanfilteringalgorithmandparticlefilteringalgorithmispresented.Aimingatmultisensorfusionbasedtargettrackingapplicationsinwirelesssensornetworks,amixedalg
8、orithmisproposed,calledextended-mixedparticlefilter(EM—PF).Thealgorithmutilizesamixedparticlepropagationscheme.Intheprocessofmulti—sensormeasurementfusionllsiIlgaparticlefilterinawireless