基于移动代理的目标跟踪WSN体系结构设计

在目标跟踪WSN网络中,引入移动代理技术,选择性地访问传感器节点和融合数据,能极大地提高WSN网络的性能。提出了一种基于移动代理的WSN目标跟踪网络体系结构,对网络中的移动代理进行了分类,定义了各类移动代理的功能和结构,建立了基于移动代理的目标跟踪工作流程。最后通过仿真实验,验证了随着网络节点数量的增加,提出的目标跟踪WSN结构的与传统的C/S模式目标跟踪WSN结构相比,单位负载量等性能指标上具有较大的优势。     

基于CPCRLB和动态成簇机制的混合WSN目标跟踪算法

针对传统的基于静态节点的无线传感器网络（wireless sensor network,WSN）电池容量有限、节点移动受限的问题,提出了一种基于条件后验克拉美-罗下界（conditional posterior cramer-rao lower bounds,CPCRLB）的混合WSN的目标跟踪调度算法。该算法引入移动节点来参与目标跟踪,根据目标预测位置对移动节点进行运动控制,同时利用基于CPCRLB的信息效用函数选择静态节点,实现每一时刻目标的动态成簇策略。此外,还提出了一种基于运动学的预测机制,利用分区域管理的方法进一步提高跟踪精度,减少能量消耗,并能够有效避免目标丢失现象。仿真结果表明,该算法可以有效地对目标进行跟踪,在保证跟踪精度的同时相比静态网络节省了大量的能耗。     

分布式二进制传感器网络目标定位研究*

着重研究了分布式二进制传感器网络中对单目标定位的两个关键环节:传感器节点的协作和目标位置估计.在节点协作方面,提出了一种简单协作方法,这种协作方式仅要求节点在检测到目标进入或目标离开其探测区域时发送消息,通信量非常小;在目标位置估计方面,提出了一种基于m-网格的定位算法,该算法不同于质心定位法,综合考虑了探测到和未探测到目标的节点的位置信息对定位的贡献.仿真结果表明,在都使用简单协作方法的条件下,基于m-网格的定位算法在定位精度上优于质心定位法.     

基于IMM-UKF的网络化作战目标跟踪算法

针对网络化作战中单探测节点对机动目标的运动模型不确定性导致滤波精度低,为提高目标跟踪的稳定性和精确性,提出了多节点探测跟踪算法。基于网络体系中信息的共享需求,建立网络探测节点的目标跟踪模型;通过网络探测节点目标跟踪需求和实战要求发现目标经常有多种运动状态并存现象,而单一模型的滤波器不能满足对机动目标跟踪性能的要求。因此,探测节点采用了基于交互式多模型(IMM)的无迹卡尔曼滤波(UKF)算法进行状态估计,融合中心将各节点发送的目标状态估计融合后进行状态估计,有效地降低了目标机动造成的模型误差,提高了跟踪性能。仿真结果表明,所提出的算法提高了网络节点对机动目标的跟踪精度,并且收敛速度快,有较强的鲁棒性和实用性。     

基于自适应动态分簇的二元传感器网络目标跟踪算法

针对二元传感器网络的目标跟踪问题,提出了一种通过设置簇内传感器节点数目门限自适应地调整簇的激活半径、利用少量被激活的节点进行跟踪的方法,并利用一种改进的分布式粒子滤波算法进行目标位置估计以减少粒子数和计算量。仿真结果表明:与传统的IDSQ算法相比,所提出的算法能够在保证一定跟踪精度的基础上,有效降低网络的能量消耗,提高网络寿命。     

基于IMM-RUASFF的网络化目标跟踪算法

针对目前网络化目标跟踪算法存在实时性差、精度低等问题进行了研究。首先,基于网络信息共享需求,建立了网络探测节点的目标跟踪模型;其次,网络探测节点目标跟踪需求和实战要求发现目标经常是有多种运动状态并存,而单一模型的滤波器不能满足对机动目标跟踪性能的要求,采用了基于交互式多模型(Interacting Multiple Model,IMM)的有反馈实时更新的异步状态融合算法。最后,针对多个探测节点目标跟踪的状态融合估计问题,提出了一种有反馈实时更新的异步状态融合算法,通过仿真验证了算法的有效性。     

分布式传感器网络自适应一致性融合估计算法

针对分布式传感器网络的目标一致性状态估计问题,提出自适应一致性融合估计算法。考虑到网络中节点为测距和测方位的传感器,基于观测噪声与目标状态相关的假设,构建量测模型;引用无迹卡尔曼滤波与CI算法得到各节点的局部估计,通过误差矩阵加权更新节点状态以改进一致性算法,实现各节点对目标状态的一致性估计。仿真实验结果表明,该算法能够在快速收敛的过程中实现无中心节点的分布式传感器网络中各节点对目标位置的精确估计,同时又保证各节点之间的一致性。     

多重优化的分布式无线覆盖探测算法

为满足无线通信网络信号覆盖有效性的实时实地可重复探测的需求,提出一种基于传感器网络的分布式无线覆盖探测算法。通过随机部署于目标区域内的无线传感器节点对无线通信网接收信号强度进行感知和预处理;利用变异函数构造新的BP神经网络目标函数,通过改进粒子群算法优化其初始权值和阈值;利用训练好的网络模型对存在探测盲区的目标区域进行插值估计,并联合传感器节点采集到的数据生成无线通信网络等信号强度线。仿真结果表明,所提算法比其他经典算法具有更高的精度,可有效探测目标区域无线通信网络的信号覆盖情况。     

基于半定规划的无源跟踪最佳传感器选择

在多站测向定位系统中,观测站与目标的几何位置影响目标定位跟踪精度。以目标估计的克-劳美罗下界(CRLB)行列式最大值为优化指标,在考虑传感器自身的探测能力等实际约束的前提下,建立了无源协同跟踪下最佳传感器选择优化模型。提出了一种基于半定规划(SDP)算法将上述组合优化问题转换为凸优化问题,进行优化求解。仿真结果验证了算法的有效性,与松弛算法和随机选择算法相比,基于SDP的传感器选择可以进一步提高无源协同跟踪的精度。     

二进制无线传感器网络目标定位解析算法初步研究

针对二进制传感器网络目标定位跟踪问题,提出一种利用传感器位置信息和目标穿过传感器探测区域的时间信息进行解算的解析算法,并对该算法进行了仿真验证。仿真结果表明,相对于目前最常用的线性拟和算法,该算法具有对目标经过的传感器数量要求低、解算精度高等优点。     

基于Rényi信息增量的机动目标协同跟踪算法

针对基于多传感器组网进行机动目标跟踪的传感器管理问题,提出了一种基于Rényi信息增量的机动目标协同跟踪算法。首先结合"当前"统计模型和交互式多模型不敏卡尔曼滤波算法设计了一种变结构多模型算法,来进行机动目标的状态估计;然后以Rényi信息增量为评价准则,选择使Rényi信息增量最大的单个传感器进行目标跟踪;最后利用得到的最优加速度估计进行网格划分,更新变结构多模型中的模型集合。在一般机动及强机动场景下进行了算法性能分析,仿真结果表明,该算法能够合理地选择传感器,提高了对机动目标的跟踪精度。     

用于目标跟踪的分布式融合结构和算法

现代监视系统经常利用多物理分布的不同类型的传感器,提供对目标的辅助和重叠作用范围。为生成目标航迹和估计,传感器数据需要加以融合。虽然集中式处理方法在理论上是最佳的,但把融合操作分布到多个处理节点有很多优点。本文讨论了分布式融合结构,每个节点处理它自己的一组传感器数据并与其他节点进行通信以改进估计。引入信息图形作为模拟分布式融合系统的信息流和发展算法的一种方法。目标跟踪融合包含两种主要操作方式:估计和互连。基于信息图形的分布式估计算法用于任意融合结构并与线性和非线性分布估计结果有关。根据跟踪到跟踪互连似然估计,讨论了分布式数据互连问题。介绍了两种流行跟踪算法的分布式方式(联合概率数据互连和多假设跟踪)并给出应用实例。     

基于随机有限集理论的多传感器目标联合检测跟踪算法

针对杂波环境中的目标检测跟踪问题,提出一种基于随机有限集理论的多传感器目标联合检测跟踪算法。算法将目标状态和量测描述为随机集合,建立考虑目标出现、目标保持、目标消失等情况的目标状态随机有限集模型,以及考虑漏检和虚警的多传感器量测随机有限集模型。将目标的联合检测跟踪问题构建为目标状态集合的贝叶斯最优估计问题,并基于随机有限集理论对该贝叶斯估计算法的递推表达式进行严格理论推导。采用序贯蒙特卡罗技术实现算法的递推滤波。仿真结果验证了该算法的有效性以及算法相对于传统基于数据关联算法的性能优势。     

基于SRUKF的异类信源多模型跟踪算法

针对多传感器系统中基于冗余和互补信息的机动目标跟踪,以及传感器探测任务平稳交接问题,提出基于SRUKFIMM多信源综合滤波算法进行目标状态估计,提高了目标状态估计精度;并依据当前最新相关量测与滤波预测值的偏差等信息,进行自适应航迹升/降维控制。仿真结果表明:滤波输出稳定平滑、精度高,可有效降低部分信源采样缺失对目标跟踪稳定性的影响,具有较强的鲁棒性能。     

扩展卡尔曼滤波的有向传感器网络移动目标跟踪算法

针对传感器网络中跟踪目标需要大量的节点协同工作,还需要实时处理和传输大量数据,提出一种基于扩展卡尔曼滤波的有向传感器网络目标跟踪算法(EK-MTDC),重点研究了传感器网络中的扇区数量对节点间数据传输与目标跟踪精度的影响,根据对目标状态的分析,通过压缩参与监测的节点个数,选择激活网络中节点相交区域内的节点对跟踪目标进行监测。仿真结果表明,该算法能在不降低跟踪效果的前提下,降低网络能耗,延长其使用寿命。     

一种多红外传感器融合算法

多红外传感器跟踪系统常常由于目标机动或传感器相对目标位置导致距离估计信息不可用.一种新的多红外传感器融合算法,采用一种改进的交互多模型滤波器,实现了对机动目标的三坐标跟踪.通过分析多红外跟踪系统的可观性,证明了系统的不可观定理;同时对算法进行了仿真实验,定理和仿真结果均表明算法有效.     

一种新的二进制检测传感器网络定位跟踪方法

根据同时检测到目标的两个传感器节点对目标进行定位的特点,提出了一种适用于二进制检测传感器网络的改进质心定位法;给出了一种基于线性最小二乘估计的目标跟踪算法,并结合质心定位法和改进质心定位法,得到了目标运动的航速和航向。仿真表明:改进的质心定位法相比于质心定位法,具有更高的定位精度;基于线性最小二乘估计的目标跟踪方法可以获得较为准确的目标航速和航向。     

基于随机集的传感器网络多目标航迹跟踪研究

针对利用有限集统计理论对声学WSN下的多目标跟踪时,无法实现前后两个时刻目标状态的关联问题,利用最近邻方法和粒子标签法对WSN多目标的航迹跟踪问题进行了研究。仿真结果表明,两种算法都能够有效实现对多个目标航迹的跟踪;另外,粒子标签方法进行多目标跟踪时能够同时实现对多目标状态的估计和对多目标航迹的跟踪。     

基于改进自适应聚类的无线传感器目标跟踪算法

针对无线传感器网络目标跟踪中跟踪精度与传感器节能问题进行研究,提出基于预测的簇头自适应聚类算法,该算法采用动态聚类算法,通过考虑传感器节点剩余能量、节点到汇聚的距离和节点到运动目标的距离3个参数,最大限度地减少簇头与基站间的远程通信,节约网络能量,延长网络寿命,降低目标漏失概率,加入预测机制,采用线性预测的方法预测跟踪...     

WSN中基于虚拟锚节点的AD定位算法研究

确定事件发生的位置是无线传感器网络最基本的功能之一,对WSN应用的有效性起着关键性作用。提出了一种基于虚拟锚节点的主动分布式定位算法,该算法可以使待定位节点主动发送定位请求给虚拟锚节点,周期性地接收定位信标,并分布在各个节点上执行定位算法,从而得到节点的预估位置。实验表明,本算法可以有效地提高待定位节点的定位精度和减少残余待定位节点数量。