面向被動式傳感器網(wǎng)絡的多目標定位跟蹤研究與系統(tǒng)設計.pdf

1、在無線傳感器網(wǎng)絡領域中，目標定位跟蹤技術是研究和應用的熱點之一。被動式傳感器網(wǎng)絡以其功耗低、隱蔽性強、測量精度高、抗干擾能力強等優(yōu)勢，在目標定位跟蹤領域具有很大應用價值。本文研究了被動式傳感器網(wǎng)絡下僅基于方向角測量的多目標定位跟蹤問題，特別考慮了實際場景中傳感器節(jié)點存在漏檢、虛警等復雜測量情形。
　　 針對復雜測量情形下的多目標定位跟蹤過程中所面臨的困難，本文在傳統(tǒng)的目標跟蹤體系基礎上，結合被動式傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的特點，設計了面向

2、被動式傳感器網(wǎng)絡的目標跟蹤體系及其工作流程，并對體系中涉及的各模塊進行了分析和研究，將所取得的理論成果成功地應用于聲陣列傳感器網(wǎng)絡目標跟蹤系統(tǒng)中。主要工作如下:
　　 1)針對被動式傳感器網(wǎng)絡目標跟蹤中初始狀態(tài)未知的問題，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計，建立了包含虛警和漏檢的受污染高斯測量模型，在該模型基礎上提出了一種基于目標置信度的多目標定位算法及跟蹤初始化機制。該算法通過量測關聯(lián)與目標置信度評價兩個過程解決多目標定位問題。量測關聯(lián)過程，考

3、慮到量測-目標匹配的困難，設計了基于參考點的量測關聯(lián)算法，并通過建立優(yōu)化模型給出關聯(lián)門限的權衡策略，在保證算法性能的同時大幅度降低所需計算量。目標置信度評價過程，創(chuàng)新性的引入目標置信度指標對真實目標定位和虛假定位進行相對區(qū)分。仿真和系統(tǒng)實驗顯示，所提的基于目標置信度的多目標定位算法能夠有效解決目標初始狀態(tài)估計問題，并為后續(xù)的跟蹤初始化過程提供必要信息。
　　 2)考慮到被動式傳感器網(wǎng)絡目標跟蹤中節(jié)點信息存在冗余，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際場景下的魯棒節(jié)點選擇策略。根據(jù)僅基于方向角的測量方程，同時考慮測量過程中存在漏檢現(xiàn)象，建立了被動式傳感器網(wǎng)絡目標跟蹤下魯棒節(jié)點選擇的數(shù)學優(yōu)化模型。在此基礎上設計了魯棒節(jié)點選擇的貪婪算法和偽單純形算法，并探討了多目標場景下的魯棒節(jié)點選擇算法。仿真和系統(tǒng)實驗結果顯示，在給定選擇節(jié)點數(shù)目下，所提的魯棒節(jié)點選擇算法能夠有效地降低漏檢現(xiàn)象對跟蹤性能的影響。
　　 3)為解決聲陣列傳感器網(wǎng)絡目標跟蹤系統(tǒng)搭建