分布式多傳感器組網(wǎng)協(xié)同跟蹤方法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)、傳感器、通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，各種面向復(fù)雜應(yīng)用的多傳感器系統(tǒng)大量涌現(xiàn)，將多個(gè)傳感器信息進(jìn)行有效的融合是提高目標(biāo)探測(cè)性能的有效途徑。有限的傳感器能力和不確定目標(biāo)環(huán)境使得傳感網(wǎng)無(wú)法利用所有傳感器跟蹤同一個(gè)目標(biāo)。如何選擇有限的傳感器，通過(guò)不同傳感器之間的通信和協(xié)同完成跟蹤任務(wù)是傳感器組網(wǎng)協(xié)同跟蹤的核心。
　　隨著傳感器數(shù)目和目標(biāo)數(shù)目的增多，協(xié)同跟蹤的復(fù)雜程度隨之增加。在大規(guī)模傳感網(wǎng)絡(luò)中，受容量和處理能力限制，采用分布式處理可以

2、避免單傳感器故障對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能的影響，同時(shí)降低通信要求。本文在前人工作的基礎(chǔ)上，從不同的分布式融合框架以及傳感器資源管理優(yōu)化方法的角度研究了分布式多傳感器組網(wǎng)協(xié)同跟蹤問(wèn)題，主要研究的內(nèi)容如下：
　　1.針對(duì)大規(guī)模傳感網(wǎng)融合中心處理能力限制，考慮傳感網(wǎng)內(nèi)各傳感器采樣異步情況下，提出了一種分布式異步傳感網(wǎng)協(xié)同跟蹤算法。首先，對(duì)監(jiān)視區(qū)內(nèi)布署的傳感器進(jìn)行聚類，構(gòu)建有限個(gè)子網(wǎng)；其次，基于最大信息增量的原則進(jìn)行傳感器選擇，確定下一時(shí)刻各子網(wǎng)內(nèi)

3、參與協(xié)同跟蹤的傳感器集，并對(duì)參與協(xié)同跟蹤的傳感器進(jìn)行異步順序融合跟蹤；隨后采用多跳方式進(jìn)行傳感器之間信息傳遞，確定最優(yōu)通信傳輸路徑，并進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)融合；最后，仿真驗(yàn)證了算法的可行性。
　　2.在監(jiān)視區(qū)域存在多個(gè)目標(biāo)情況下，考慮坐標(biāo)變換造成傳感器量測(cè)誤差時(shí)變影響，提出了一種時(shí)變量測(cè)方差下基于PCRLB的多傳感器多目標(biāo)協(xié)同跟蹤算法。首先，給出了時(shí)變量測(cè)誤差的描述，分析了時(shí)變量測(cè)誤差和跟蹤性能的影響，建立了時(shí)變量測(cè)誤差下PCRLB指標(biāo)。

4、隨后基于PCRLB優(yōu)化指標(biāo)進(jìn)行多傳感器多目標(biāo)分配，確定下一時(shí)刻用于跟蹤目標(biāo)的傳感器集。同時(shí)在濾波跟蹤過(guò)程中，考慮坐標(biāo)轉(zhuǎn)化帶來(lái)的傳感器量測(cè)方差變化，通過(guò)轉(zhuǎn)換卡爾曼濾波實(shí)現(xiàn)時(shí)變量測(cè)方差下的多傳感器協(xié)同跟蹤，最后，仿真驗(yàn)證了算法的可行性。
　　3.針對(duì)大規(guī)模傳感網(wǎng)中傳感器之間通信傳輸?shù)南拗?，提出了一種PCRLB的分散式傳感器網(wǎng)協(xié)同跟蹤算法。采用樹(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分散式傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)分散PCRLB指標(biāo)?；诜稚CRLB指標(biāo)進(jìn)行傳感器選擇