基于无线传感器网络的移动目标跟踪

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无线传感器网络的发展使得它的应用越来越广泛,目标跟踪是其中最重要的应用之一。它对于仓储物流、环境监控、道路交通和军事目标跟踪等领域都具有重要的研究价值。本文对基于无线传感器网络的移动目标跟踪展开研究。首先,在查阅大量相关文献的基础上,简要概述了有关无线传感器网络目标跟踪的国内外研究现状,并从拓扑结构和路由协议的角度分析了传感器网络的特点,在此基础上分析了传感器网络节点特点和目标跟踪策略及跟踪过程,此外对涉及目标跟踪的硬件模块和软件系统进行了介绍。接着,研究了一种用于传感器网络目标定位的多边算法,通过仿真实验比较,验证了该算法相对于其他算法有更高的定位精度。还讨论了两种常见的轨迹预测算法——分段线性拟合算法和滑动窗多项式拟合算法,并进行了分析和比较,仿真实验表明:分段线性拟合算法跟踪精度高,性能稳定。然后,对无线传感器网络目标跟踪中存在的非线性、非高斯问题进行了研究,针对粒子滤波算法的粒子退化现象,讨论了辅助粒子滤波算法和高斯粒子滤波算法,仿真实验比较,证实两种算法有效避免了粒子退化现象,辅助粒子滤波算法虽然在算法上较粒子滤波算法复杂,但提高了跟踪的精确性,而高斯粒子滤波算法在精确性和算法复杂性上都比粒子滤波效果好。最后,设计了用于无线传感器网络目标跟踪的实验系统,通过该实验系统实现了目标跟踪。其中详细介绍了系统各部分的实现过程,并且建立了一种基于MySQL数据库的目标跟踪数据查询系统,并通过实验对系统进行验证,得出了最终的实验结果,结果表明了无线传感器网络通过检测移动目标产生的磁场,可以有效对目标进行跟踪。
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