無線傳感網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)定位與跟蹤算法研究.pdf

1、作為一門集成了傳感器、分布式信息處理、微電子、現(xiàn)代通信技術(shù)等技術(shù)的新興學(xué)科，無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN，Wireless Sensor Network)具有部署靈活、成本低、定位精度高等特點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。目標(biāo)的定位和跟蹤作為無線傳感網(wǎng)絡(luò)重要的應(yīng)用技術(shù)，正日益成為國際研究的熱點(diǎn)。
　　 節(jié)點(diǎn)的定位和目標(biāo)跟蹤算法原理就是利用WSN已知的節(jié)點(diǎn)信息獲取目標(biāo)的位置信息，并對(duì)其下一步的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作出預(yù)測(cè)和估計(jì)。本文對(duì)加權(quán)質(zhì)心算法進(jìn)行

2、了改進(jìn)，首先利用加權(quán)質(zhì)心粗定位和差分進(jìn)化算法精確定位相結(jié)合的混合定位算法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位計(jì)算，然后采用無跡卡爾曼濾波(UKF，Unscented Kalman Filter)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。
　　 傳統(tǒng)的基于RSSI質(zhì)心算法采用錨節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的距離進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，雖然利用節(jié)點(diǎn)間距離賦予了不同的錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)不同的權(quán)重，一定程度上提高了定位的精度，但是也間接引入了誤差。本文使用的改進(jìn)算法，拋棄采用距離這個(gè)中間步驟賦予權(quán)重，直接利用其各

3、自的RSSI值為權(quán)重的方法，進(jìn)行新的加權(quán)運(yùn)算以對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行估值。由于質(zhì)心定位算法簡(jiǎn)單，但是定位精度不高，我們稱之為粗定位。然后采用差分進(jìn)化思想，以粗定位獲取的坐標(biāo)值為初值進(jìn)行差分進(jìn)化優(yōu)化算法，得到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的精確坐標(biāo)。
　　 對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的跟蹤，目前大多采用卡爾曼濾波器實(shí)現(xiàn)，但是卡爾曼濾波只對(duì)線性方程有效，在非線性方程中，要先把非線性方程轉(zhuǎn)化成線性方程之后再進(jìn)行運(yùn)算，這無疑增加了誤差的積累。本文對(duì)目標(biāo)跟蹤采用UKF算法，即采用UT