無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)定位和目標(biāo)跟蹤.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和信息處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)、交通控制、目標(biāo)跟蹤和智能家居等行業(yè)。定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)。定位技術(shù)分為節(jié)點(diǎn)定位和目標(biāo)跟蹤兩種，節(jié)點(diǎn)定位是目標(biāo)跟蹤的前提條件。傳感器在計(jì)算能力、通信能力和能耗等方面受到諸多限制，給定位技術(shù)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　1.針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)定位誤差較大的問題，提出解決節(jié)點(diǎn)定位問題的半定松弛規(guī)劃優(yōu)化算法。以基于到達(dá)時(shí)間差的距離測(cè)量模

2、型為基礎(chǔ)，建立優(yōu)化性能評(píng)價(jià)函數(shù)，運(yùn)用凸優(yōu)化理論中的半定松弛規(guī)劃方法確定未知節(jié)點(diǎn)位置。
　　2.針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的自身定位問題，提出了基于雙支持向量回歸的定位算法。首先以錨節(jié)點(diǎn)跳數(shù)和位置信息為訓(xùn)練樣本，結(jié)合拉格朗日法和KKT條件，把原問題的優(yōu)化轉(zhuǎn)化為對(duì)偶形式;然后，用雙支持向量回歸技術(shù)確定跳數(shù)信息到節(jié)點(diǎn)間距離的映射函數(shù);最后，采用最小二乘方法估計(jì)待定位節(jié)點(diǎn)的位置。仿真分析表明，算法都具有較小的定位誤差和良好的穩(wěn)定性。

3、　　3.針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的覆蓋質(zhì)量問題，為提高網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)性能，以連通性為基礎(chǔ)建立Voronoi劃分評(píng)估函數(shù)，提出優(yōu)化節(jié)點(diǎn)位置的部署策略。仿真結(jié)果表明，該算法在保證較高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的同時(shí)能減少節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)距離。
　　4.為提高傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)目標(biāo)的監(jiān)測(cè)精度，提出了基于高斯混合模型的目標(biāo)位置預(yù)測(cè)方法。把物體的運(yùn)動(dòng)軌跡看作高斯混合模型，以先前的歷史位置數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集合，確定回歸函數(shù)參數(shù)，預(yù)測(cè)目標(biāo)的位置軌跡。
　　5.為平衡網(wǎng)絡(luò)中的能量