基于聲音的無線傳感器網(wǎng)絡單目標跟蹤研究與應用.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由大量智能傳感器節(jié)點以無線通信方式融合在一起，并能對周圍的某些物理現(xiàn)象進行協(xié)同感知的自組織網(wǎng)絡。目標跟蹤是無線傳感器網(wǎng)絡的重要應用，目前基于無線傳感器網(wǎng)絡的目標跟蹤研究主要集中在單目標跟蹤，現(xiàn)有的節(jié)點自組織策略和目標定位算法，對高速運動的目標，存在定位精度和能耗不可調(diào)節(jié)、容錯性差、目標丟失等問題。如何解決這些問題，是一個值得深入研究的課題。 本文以車輛跟蹤應用為背景，詳細分析了基于無線傳感器網(wǎng)絡單目標跟蹤中的跟蹤

2、和定位問題，修改并提出了一套基于聲音能量的無線傳感器網(wǎng)絡單目標跟蹤和定位算法。本文主要工作如下： 1、在CA-CFAR.基礎上，提出了WCA.CFAR單節(jié)點目標檢測算法，該算法使用節(jié)點自身的歷史數(shù)據(jù)和“將來”數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)節(jié)目標檢測閥值。 2、改進了一個基于聲音能量的傳感器節(jié)點自組織策略。在簇首領(lǐng)節(jié)點選舉和移交算法中，使用節(jié)點檢測到的目標聲音能量值作為首領(lǐng)選擇的依據(jù)。 3、提出了加權(quán)質(zhì)心目標定位算法。根據(jù)聲音能量傳播

3、模型，節(jié)點偵測到的目標聲音能量值和節(jié)點到目標距離的平方成反比。因此，在使用節(jié)點坐標估計目標位置時，將節(jié)點偵測到的目標聲音能量值的平方根作為該節(jié)點的權(quán)重。 4、在Windows操作系統(tǒng)平臺上，使用Visual C和MATLAB 6.5開發(fā)了一個基于聲音的無線傳感器網(wǎng)絡單目標跟蹤仿真實驗平臺WinWSNSim，并在該平臺上，對基于聲音能量的傳感器網(wǎng)絡節(jié)點自組織策略、加權(quán)質(zhì)心定位算法以及三邊測量定位算法進行了仿真實驗。 實驗表