面向被動(dòng)式傳感器網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)定位跟蹤研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中，目標(biāo)定位跟蹤技術(shù)是研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。被動(dòng)式傳感器網(wǎng)絡(luò)以其功耗低、隱蔽性強(qiáng)、測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在目標(biāo)定位跟蹤領(lǐng)域具有很大應(yīng)用價(jià)值。本文研究了被動(dòng)式傳感器網(wǎng)絡(luò)下僅基于方向角測(cè)量的多目標(biāo)定位跟蹤問(wèn)題，特別考慮了實(shí)際場(chǎng)景中傳感器節(jié)點(diǎn)存在漏檢、虛警等復(fù)雜測(cè)量情形。
　　 針對(duì)復(fù)雜測(cè)量情形下的多目標(biāo)定位跟蹤過(guò)程中所面臨的困難，本文在傳統(tǒng)的目標(biāo)跟蹤體系基礎(chǔ)上，結(jié)合被動(dòng)式傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了面向

2、被動(dòng)式傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤體系及其工作流程，并對(duì)體系中涉及的各模塊進(jìn)行了分析和研究，將所取得的理論成果成功地應(yīng)用于聲陣列傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)中。主要工作如下:
　　 1)針對(duì)被動(dòng)式傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤中初始狀態(tài)未知的問(wèn)題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，建立了包含虛警和漏檢的受污染高斯測(cè)量模型，在該模型基礎(chǔ)上提出了一種基于目標(biāo)置信度的多目標(biāo)定位算法及跟蹤初始化機(jī)制。該算法通過(guò)量測(cè)關(guān)聯(lián)與目標(biāo)置信度評(píng)價(jià)兩個(gè)過(guò)程解決多目標(biāo)定位問(wèn)題。量測(cè)關(guān)聯(lián)過(guò)程，考

3、慮到量測(cè)-目標(biāo)匹配的困難，設(shè)計(jì)了基于參考點(diǎn)的量測(cè)關(guān)聯(lián)算法，并通過(guò)建立優(yōu)化模型給出關(guān)聯(lián)門限的權(quán)衡策略，在保證算法性能的同時(shí)大幅度降低所需計(jì)算量。目標(biāo)置信度評(píng)價(jià)過(guò)程，創(chuàng)新性的引入目標(biāo)置信度指標(biāo)對(duì)真實(shí)目標(biāo)定位和虛假定位進(jìn)行相對(duì)區(qū)分。仿真和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)顯示，所提的基于目標(biāo)置信度的多目標(biāo)定位算法能夠有效解決目標(biāo)初始狀態(tài)估計(jì)問(wèn)題，并為后續(xù)的跟蹤初始化過(guò)程提供必要信息。
　　 2)考慮到被動(dòng)式傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤中節(jié)點(diǎn)信息存在冗余，為降低系統(tǒng)能耗，

4、提出了能夠有效適用于存在漏檢的實(shí)際場(chǎng)景下的魯棒節(jié)點(diǎn)選擇策略。根據(jù)僅基于方向角的測(cè)量方程，同時(shí)考慮測(cè)量過(guò)程中存在漏檢現(xiàn)象，建立了被動(dòng)式傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤下魯棒節(jié)點(diǎn)選擇的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了魯棒節(jié)點(diǎn)選擇的貪婪算法和偽單純形算法，并探討了多目標(biāo)場(chǎng)景下的魯棒節(jié)點(diǎn)選擇算法。仿真和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在給定選擇節(jié)點(diǎn)數(shù)目下，所提的魯棒節(jié)點(diǎn)選擇算法能夠有效地降低漏檢現(xiàn)象對(duì)跟蹤性能的影響。
　　 3)為解決聲陣列傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)搭建