基于二元傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動目標容錯跟蹤方法研究.pdf

1、移動目標跟蹤是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重點應(yīng)用領(lǐng)域。二元傳感器網(wǎng)絡(luò)僅通過傳感器節(jié)點感知目標信號的有無來獲取目標的位置信息，減少了目標跟蹤算法的復(fù)雜度和能量消耗，其以成本低、占用帶寬少、功耗少等特點獲得了學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而，由于環(huán)境噪聲、感知分辨率、目標移動的隨機性等不確定因素的影響，二元傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動目標的跟蹤精度無法獲得保證，容錯性成為二元傳感器網(wǎng)絡(luò)移動目標跟蹤系統(tǒng)實用的關(guān)鍵。
　　傳統(tǒng)的目標跟蹤方法通過剔除、修正低質(zhì)量感

2、知等手段處理節(jié)點感知的不確定性因素，導(dǎo)致感知信息的損失并且耗費較多的能量，犧牲了跟蹤方法的靈活性和實用性。實際上，借助傳感器節(jié)點的合作特性，通過捕獲并利用不確定性帶來的潛在增益進行跟蹤，既可以容忍外部環(huán)境、目標機動、感知分辨率等因素帶來的定位誤差，又可以最大限度地融合所有的感知信息，在保證算法復(fù)雜度的同時提高目標跟蹤的容錯性。基于上述思想，本文針對兩種不同的應(yīng)用場景，通過有效利用不確定性信息，提出了相應(yīng)的高容錯性跟蹤方法，取得的主要成果

3、如下：
　　（1）針對跟蹤實時性要求高且跟蹤精度要求一般的應(yīng)用場景，提出了一種面向誤差容忍的移動目標快速跟蹤方法。通過計算采樣結(jié)果將節(jié)點感知的不確定性信息轉(zhuǎn)化為有用的向量匹配變量，有效地將不確定信息轉(zhuǎn)化為附加信息加以利用。在此基礎(chǔ)上基于提出的最小曼哈頓距離序列匹配算法對目標所在區(qū)域定位，從而獲得目標的跟蹤軌跡，在保證算法精度和容錯性的前提下減小了算法的復(fù)雜度，實現(xiàn)目標快速、準確地跟蹤。性能分析和仿真實驗驗證了方法的有效性。

4、　　（2）針對跟蹤精度和誤差容忍能力要求高且保證一定的計算法復(fù)雜度和跟蹤實時性的應(yīng)用場景，提出了一種能量節(jié)省的移動目標高精度跟蹤方法。捕獲并比較傳感器節(jié)點感知強度不確定的相對程度，建立目標-節(jié)點相對位置的定量描述模型，保證不確定感知到不確定區(qū)域映射的唯一性，有效解決了單次感知誤差所帶來的節(jié)點定位錯誤問題；然后，利用幾何劃分的鄰居關(guān)系，設(shè)計啟發(fā)式的映射算法減小定位的計算復(fù)雜度，從而在保證算法魯棒性和精確性的同時減少節(jié)點的能量消耗。相應(yīng)的仿