本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)定位與跟蹤

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【摘要】：作為一種全新的信息獲取和信息處理技術(shù),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一,在國防建設(shè)、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、物件追蹤、空間探索等眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。目標(biāo)跟蹤作為WSNs的主要應(yīng)用領(lǐng)域,現(xiàn)有的目標(biāo)跟蹤方法均要求節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)知識,但是這些先驗(yàn)知識往往不易精確獲得,而基于GPS的定位方式具有代價(jià)高且不能室內(nèi)應(yīng)用等缺點(diǎn)。因此,近年來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的同時(shí)節(jié)點(diǎn)定位與跟蹤(Simultaneous Localization and Tracking,SLAT)問題引起研究者們的極大關(guān)注。本文較為全面的討論和研究了集中式數(shù)據(jù)融合和分布式數(shù)據(jù)融合下的同時(shí)定位與跟蹤問題,并且針對分布式數(shù)據(jù)融合的同時(shí)定位與跟蹤算法,在原有的研究基礎(chǔ)上提出了新的融合算法,并進(jìn)行了相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)。本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中定位與跟蹤的相關(guān)經(jīng)典濾波算法。結(jié)合近年來無線定位跟蹤技術(shù)的研究熱點(diǎn),重點(diǎn)分析了在集中式結(jié)構(gòu)下基于單模型無跡卡爾曼濾波算法(UKF),基于擴(kuò)展卡爾曼濾波器的交互式多模型算法(IMM-EKF)和基于無跡卡爾曼濾波器的交互式多模型算法(IMM-UKF),并對比分析了各種算法在目標(biāo)為機(jī)動情景與非機(jī)動情景下的優(yōu)缺點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明基于無跡卡爾曼濾波的交互式多模型算法有更高的定位與跟蹤精度,同時(shí)具有較強(qiáng)的魯棒性。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于分布式數(shù)據(jù)融合的同時(shí)節(jié)點(diǎn)定位與跟蹤問題,本文提出了一種在底層采用基于無跡卡爾曼濾波(UKF)的交互式多模型(IMM);而融合中心層采用內(nèi)橢球逼近融合(IEAF)的分布式融合算法。通過Monte Carlo仿真表明該算法的有效性:所提出的內(nèi)橢球融合逼近法比傳統(tǒng)協(xié)方差交叉法(CI)具有更好的融合性能,對機(jī)動目標(biāo)的跟蹤精度提高了33.56%,并且能在跟蹤目標(biāo)的同時(shí)得到較精確的節(jié)點(diǎn)位置估計(jì)。在文章的最后,對本文所涉及的同時(shí)定位與跟蹤問題做了系統(tǒng)的總結(jié),并且對后續(xù)同時(shí)定位與跟蹤技術(shù)研究的方向進(jìn)行展望。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陸建山;王昌明;宋高順;張愛軍;;基于卡爾曼濾波的交互式多模型GPS定位方法研究[J];兵工學(xué)報(bào);2011年06期

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本文編號：1191463