基于粒子濾波的ZigBee無線定位跟蹤方法.pdf

1、無線定位跟蹤廣泛應用于導航、自動監(jiān)測、公共安全等領域。目前,在室內(nèi)環(huán)境下,現(xiàn)有的無線定位跟蹤系統(tǒng)無法滿足低成本、高精度的應用需求。本文討論了粒子濾波算法在ZigBee無線定位跟蹤系統(tǒng)上的應用和改進方法,為室內(nèi)移動目標定位跟蹤提供了可行的解決方案。
　　本文以ZigBee無線網(wǎng)絡為基礎,首先對室內(nèi)環(huán)境下接收信號強度(Received Signal Strength)分布和無線信號傳播特性進行了測試。結果表明,RSS(Received

2、 Signal Strength)在同一位置存在一定的波動性,呈現(xiàn)非高斯分布狀態(tài);另外,由于信號傳播存在反射、折射、繞射等情況,觀測模型不能很好的描述RSS與距離的關系,會引入較大的RSS觀測誤差。為解決上述問題,本文提出了利用粒子濾波來解決定位跟蹤動態(tài)問題的方法。
　　本文在介紹粒子濾波算法的基礎上,對采樣重要性采樣(Sampling Importance Resampling,SIR)粒子濾波定位跟蹤方法進行了仿真和性能分析。

3、采用隨機加速度運動模型以及RSS路徑損耗觀測模型,分析了參考節(jié)點數(shù)量、粒子數(shù)目以及觀測噪聲對SIR粒子濾波算法性能的影響,并與最大似然估計方法、擴展卡爾曼濾波方法等算法進行了性能比較。隨后本文重點闡述了粒子濾波在室內(nèi)環(huán)境下的定位跟蹤性能及其改進方法,提出了利用環(huán)境結構信息,剔除不可用粒子和切換目標狀態(tài)轉移模型的方法來提高定位跟蹤精度。
　　本文的研究不僅為粒子濾波在ZigBee無線定位跟蹤方面的應用提供了一種實現(xiàn)方法,而且結合室內(nèi)