无线传感器网络中基于粒子滤波的人员跟踪方法.pdf

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1、第25卷第6期传感技术学报Vol

2、25No．62012年6月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJun．2012ParticleFilterBasedHumanTrackingMethodinWirelessSensorNetworkLIHongchun，ZHAOXiaoguang，TANMin(StateKeyLaboratoryofIntelligentControlandManagementofComplexSysterns，InstituteofAutomationChineseAcademyofSciences，Beijing10

3、0190，China)Abstract：Humantrackingproblemiscrucialforindoorlocalizationsystems．Receivedsignalstrength(RSS)basedhumantrackinginwirelesssensornetworksrequiresnospecificrangingdevicesandhasattractedmuchresearchinterest．Buteffectsofhumanbodyonsignalpropagationbringdificultiestothismethod．Inthis

4、paper，anempiricalwirelesschannelmodelinhumanenvironmentisproposed．Whentrackinghuman，thispaperderivesameasurementmodelfromempiricalsignalmodelandatransitionmodelofhumanmovement，whichareusedbyaparticlefilter．Thealgorithmestimatespositionsofhumansequentiallyanditisinsensitivetosignalnoise．Sim

5、ulationandexperimentresultssuggestthatourmethodcanimprovetheaccuracyofhumantracking．Keywords：wirelesssensornetwork；humantracking；RSS(ReceivedSignalStrength)；particlefilterEEACC：6210；7220doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2012．06．018无线传感器网络中基于粒子滤波的人员跟踪方法水李红春，赵晓光，谭民(中国科学院自动化研究所，复杂系统智能控制与管理国家重点实验室，

6、北京100190)摘要：人员跟踪是室内定位系统的一项重要任务。在无线传感器网络中利用信号强度实现人员跟踪，无需专门的测距设备，能够降低系统的复杂度和成本，成为研究的热点。但是，由于人体对信号传播产生比较大的影响，给人员跟踪带来困难。提出一种新的信道模型．描述有人环境下信号强度与距离的关系。跟踪算法根据该模型建立信号强度的测量模型，并结合人的运动特点建立状态转移模型，最后利用粒子滤波技术实现了对人员的跟踪。该方法以序贯方式估计人员的位置，计算过程简单．而且对信号强度的噪声不敏感。仿真和实验表明，该方法的跟踪效果良好。关键词：无线传感器网络；人员跟踪；接收信号强度(RSS)；粒

7、子滤波中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)06—0807—08人员跟踪是很多应用中的关键技术．如虚拟现计等多种传感器实现了对人员的定位和运动监控。实、智能空间、室内监控等。无线传感器网络作为一基于信号强度的定位技术是另一个研究热点。信号种新兴的技术．为实现人员跟踪提出了新的方向，并强度是网络通信过程中必然产生的信息。利用它进因为其固有的特点，为跟踪系统的应用提供了便利。行定位，无需其他专门的测距传感器，可以降低系统无线传感器网络具有无处不在的特点，可以广泛地的成本，减小网络中节点的尺寸，减低能量消耗等。分布在各种复杂环境中。同时，结合

8、RFID技术，可RADAR系统2是一种基于Wifi的室内定位系统。以对网络中跟踪的物体实现一种智能标签，自动完定位过程中，它首先通过离线采集建立射频地图数成对跟踪对象的标识另外，可以根据具体应用的据库．然后在定位阶段将采集到的射频指纹与射频场景，在跟踪系统中融合各种各样的传感器，克服复地图中的射频指纹进行比较，取距离最近的位置作杂环境条件对跟踪系统的影响。为未知节点的位置RADAR系统在室内实验中得目前，已经广泛开展了基于无线传感器网络的到的平均定位误差为2m～3m。文献『3—41对射定位系统的研究_l]。文献[1