基于无线传感器网络的车辆检测识别算法研究.pdf

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1、92010年第29卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)9研究与探、0讨V基于无线传感器网络的车辆检测识别算法研究刘桂林，孔祥维，刘航(大连理工大学电子工程系，辽宁大连116023)摘要：针对无线传感器网络(WSNs)的特点，利用车辆发出的声音信号，提出并研究了一种改进的信号检测算法，能够有效地从被噪声严重污染的声音信号中提取出车辆信号。使用小波包变换提取l6维信号特征，支持向量机进行目标分类，得到单节点识别结果。提出了基于能量的全局决策融合算法，对多个节点做出的决策进行融合，得到网络的最终识别结果。为了评估算法，

2、使用了来自DARPASensIT实验中的真实数据，其中包含了履带车和重型卡车的大量声音信号。实验结果表明：该算法用于WSNs中的车辆识别方面是有效的。关键词：无线传感器网络；信号检测；车辆识别；决策融合中图分类号：TP391．42文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)02--0009--04ResearchonvehicledetectionandclassificationalgorithmbasedonwirelesssensornetworksLIUGui—lin，KONGXiang—wei，LIUHang(TheDepartmentofElectro

3、nicEngineering，DalianUniversityofTechnolagy，Dalian116023，China)Abstract：Aimedatthecharacteristicsofthewirelesssensornetworks，animprovedalgorithmispresentedforsignaldectectioninordertoreducethefalsealarmrate，byusingbattlefieldvehicleacousticsigna1．Waveletpackettransformisusedtoextract16一dim

4、ensionalsignalfeature，supportvectormachineinelassifingtarget．Energy—basedglobaldecisionfusionalgorithmisproposedtoworkoutthefinalresult．Forevaluationpurposes，realdataareusedfromDARPA’SSensITproject，whichcontainslotsofacousticsignalsoftwotypesofvehicle，atrackedvehicleandaheavytruck．Theexper

5、imentresuhsshowthatthealgorithmisvalidforbattlefieldvehicleclassificationbasedonwirelesssensornetworks．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；signaldetection；vehicleclassification；decisionfusion0引言法等；特征提取方法有功率谱估计(PSEs)，HLA(harmo—由于各种类型车辆的操作机制不同，因此，只通过车辆niclineassociation)，主成分分析(PCA)，小波和小波包分

6、发出的声音来区分车辆是可能的。从信号处理的观点析等；用于目标分类的方法主要有最大似然估计法来看，无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)(ML)，K近邻法(KNN)，支持向量机(SVM)和人工神经网车辆分类问题由两部分组成：本地分类和全局决策融络(ANN)等。合。本地节点从声音传感器上感知的数据中提取车辆特本文在基于能量的恒虚警率算法基础上，根据WSNs征，用分类器对提取出的特征进行分类，做出本地决策。这的特点，提出了一种改进的信号检测算法，能够有效地从被些本地决策接着被发送到融合中心，在融合中心可以直接噪声严重污染的声音信号中提取出车辆信号

7、。接着对提取应用全局融合算法，也可以做进一步的处理，如定位和跟踪出的信号进行预处理，选用小波包分析提取信号特征，采用车辆。支持向量机进行目标分类，得到本地分类决策。这些本地本地分类过程可分为信号检测、特征提取和目标分类决策发送到融合中心后，采用提出的基于能量的决策融合3个部分。目标检测方法有基于能量的恒虚警率(constant算法进行区域决策融合，得到最终的识别结果，从而完成falsealarmrate，CFAR)算法和峰值挑选(peakpicking)算WSNs中基于声音信号的车辆识别全过程。收稿日期：2009-