無線傳感器網(wǎng)絡(luò)跟蹤技術(shù)概述
發(fā)布時(shí)間:2012/3/31 20:38:44 訪問次數(shù):1543
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的許多實(shí)際應(yīng)用中，跟蹤運(yùn)動(dòng) IDT70261S55PF目標(biāo)是一項(xiàng)基本功能。由于傳感器節(jié)點(diǎn)體積小、價(jià)格低廉、采用無線通信方式，以及傳感器網(wǎng)絡(luò)部署隨機(jī)，具有自組織性、魯棒性和隱藏性等特點(diǎn)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非常適合于移動(dòng)目標(biāo)的定位和跟蹤。例如，在戰(zhàn)場(chǎng)上及時(shí)跟蹤地方車輛的行進(jìn)路線和兵力的調(diào)動(dòng)情況，將獲取的戰(zhàn)場(chǎng)信息及時(shí)發(fā)送回我方指揮中心。
由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件資源和能源有限，工作環(huán)境惡劣，無線鏈路易受干擾，其工作狀況得不到保證，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化，而傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤應(yīng)用通常需要較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性要求，故很多傳統(tǒng)的跟蹤算法并不適合傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的跟蹤算法必須能夠盡可能利用局部信息進(jìn)行目標(biāo)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算，具備移動(dòng)的魯棒性以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化，能夠?qū)崟r(shí)傳輸跟蹤數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，同時(shí)具備較低通信開銷。
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)跟蹤過程申，首先需要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果監(jiān)測(cè)到目標(biāo)出現(xiàn)，需要在一定時(shí)間內(nèi)選擇適合的算法判斷出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并對(duì)目標(biāo)進(jìn)行一些狀態(tài)探測(cè)，這就要求傳感器節(jié)點(diǎn)不僅具有一定的數(shù)據(jù)處理能力，而且能夠根據(jù)不同的任務(wù)和有限的資源選擇適合的算法計(jì)算目標(biāo)的狀態(tài)。在這個(gè)過程中協(xié)作非常重要，由于資源有限，往往一個(gè)節(jié)點(diǎn)難以達(dá)到理想效果，需要和其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交換和共享，協(xié)作處理數(shù)據(jù)和管理參與跟蹤的節(jié)點(diǎn)組。最終將跟蹤結(jié)果發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)用戶，具體過程是由具體任務(wù)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境而定的。
按照跟蹤對(duì)象數(shù)量的不同，傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤可以分為單目標(biāo)跟蹤和多目標(biāo)跟蹤按照目標(biāo)形狀的不同，可以分為點(diǎn)目標(biāo)跟蹤和面目標(biāo)跟蹤；按照傳感器節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)目標(biāo)的偵測(cè)和移動(dòng)目標(biāo)的跟蹤。
針對(duì)不同的應(yīng)用，目前已經(jīng)開發(fā)了多種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，比較有影響的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)與算法也很多，如前面講過的Cricket系統(tǒng)、威斯康星的SenIT定位系統(tǒng)；基于二進(jìn)制探測(cè)的目標(biāo)跟蹤算法有：伊利諾大學(xué)的K．Mechitov提出的CTBD( Cooperative Trackingwith Binary Detection)、加州大學(xué)Wooyoung Kim提出的BPS（Binary Proximity Sensors）算法；基于精確定位算法的有威斯康星大學(xué)的Rabbat和Nowak提出的DSLI’(DecentralizedSource Localization and Tracking)算法、伊利諾大學(xué)的W P Chen提出的DCATT (DynamicClustering for Acoustic Target Tracking)算法；基于時(shí)空組合定位算法有：賓州大學(xué)Fried LanderD等提出的DSTC（Dynamic Space-Time Clustering>算法、BB（Blind Beamforming）算法，還有ATT (Adaptive Target Tracking)算法和基于粒子(PF)濾波的跟蹤算法。目前大多數(shù)算法僅僅是對(duì)位置序列的采樣，對(duì)非高斯非線性環(huán)境下的機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤無能為力。算法的具體內(nèi)容這里不進(jìn)行詳述，有興趣的讀者可以查閱相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀。
由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件資源和能源有限，工作環(huán)境惡劣，無線鏈路易受干擾，其工作狀況得不到保證，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化，而傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤應(yīng)用通常需要較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性要求，故很多傳統(tǒng)的跟蹤算法并不適合傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的跟蹤算法必須能夠盡可能利用局部信息進(jìn)行目標(biāo)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算，具備移動(dòng)的魯棒性以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化，能夠?qū)崟r(shí)傳輸跟蹤數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，同時(shí)具備較低通信開銷。
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按照跟蹤對(duì)象數(shù)量的不同，傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤可以分為單目標(biāo)跟蹤和多目標(biāo)跟蹤按照目標(biāo)形狀的不同，可以分為點(diǎn)目標(biāo)跟蹤和面目標(biāo)跟蹤；按照傳感器節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)目標(biāo)的偵測(cè)和移動(dòng)目標(biāo)的跟蹤。
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由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件資源和能源有限，工作環(huán)境惡劣，無線鏈路易受干擾，其工作狀況得不到保證，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化，而傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤應(yīng)用通常需要較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性要求，故很多傳統(tǒng)的跟蹤算法并不適合傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的跟蹤算法必須能夠盡可能利用局部信息進(jìn)行目標(biāo)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算，具備移動(dòng)的魯棒性以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化，能夠?qū)崟r(shí)傳輸跟蹤數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，同時(shí)具備較低通信開銷。
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公網(wǎng)安備44030402000607
