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(yīng)用于導(dǎo)航、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、公共安全等領(lǐng)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(yīng)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(yīng)用和改進(jìn)方法,為室內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)定位跟蹤提供了可行的解決方案。
　　本文以ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),首先對(duì)室內(nèi)環(huán)境下接收信號(hào)強(qiáng)度(Received Signal Strength)分布和無線信號(hào)傳播特性進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明,RSS(Received

2、 Signal Strength)在同一位置存在一定的波動(dòng)性,呈現(xiàn)非高斯分布狀態(tài);另外,由于信號(hào)傳播存在反射、折射、繞射等情況,觀測(cè)模型不能很好的描述RSS與距離的關(guān)系,會(huì)引入較大的RSS觀測(cè)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(dòng)態(tài)問題的方法。
　　本文在介紹粒子濾波算法的基礎(chǔ)上,對(duì)采樣重要性采樣(Sampling Importance Resampling,SIR)粒子濾波定位跟蹤方法進(jìn)行了仿真和性能分析。

3、采用隨機(jī)加速度運(yùn)動(dòng)模型以及RSS路徑損耗觀測(cè)模型,分析了參考節(jié)點(diǎn)數(shù)量、粒子數(shù)目以及觀測(cè)噪聲對(duì)SIR粒子濾波算法性能的影響,并與最大似然估計(jì)方法、擴(kuò)展卡爾曼濾波方法等算法進(jìn)行了性能比較。隨后本文重點(diǎn)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(jìn)方法,提出了利用環(huán)境結(jié)構(gòu)信息,剔除不可用粒子和切換目標(biāo)狀態(tài)轉(zhuǎn)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(yīng)用提供了一種實(shí)現(xiàn)方法,而且結(jié)合室內(nèi)