基于无线传感器网络的同时定位与跟踪.pdf

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1、2014年第33卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)55基于无线传感器网络的同时定位与跟踪赵亚凤，任洪娥(东北林业大学。黑龙江哈尔滨150040)摘要：研究无线传感器网络在位置信息不确定时，同时定位无线传感器网络节点并跟踪移动目标。利用RSSI测量节点对之间的距离，多维定标技术根据距离矩阵完成传感器网络的初始定位。估计与更新阶段提出了压缩EKF滤波确定传感器节点位置和目标位置。仿真结果显示：算法在较低的网络覆盖率下有较高的定位和跟踪准确度，在初始定位误差为5m时，节点和跟踪误差均小于3m，特别是在长距

2、离的跟踪任务中有很好的精度和实时眭。关键词：无线传感器网络；移动目标跟踪；同时定位与跟踪中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)05-0055-04S~imultamneouslocalizati

3、onandtrackingbDaseda0tnwirelesssensornetworksZHAOYa—feng，RENHong—e(NortheastForestUniversity，Harbin150040，China)Abstract：Simultaneouslocalizationandtrackingisstudied

4、tosolutetheproblemoftrackingamovingtargetinwirelesssensornetworks(WSNs)whilesimultaneouslylocalizingthenodesofWSNs，whilepositioninformationisuncertain．RSSIisusedtomeasuredistancebetweennodepairs，multidimensionalscalingtechniquesareusedfortheinitialpositionofWSNsbasedondistancematrix．

5、ThenthecompressionEKFfilteringiSusedtoestimateandupdatesensornodepositionandtargetposition．Simulationresultsshowthatthealgorithmhashi【ghaccuracyoflocalizationandtrackingunderlownetworkcoveragerate．Althoughtheinitialpositioningerroris5m，thenodeandthetrackingerorislessthan3mespeciallyf

6、orlongdistancetracking，thisalgorithmhasgoodaccuracyandreahimeperformance．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；mobiletargettracking；simultaneouslocalizationandtracking0引言目前，为了解决传感器网络的定位和移动目标的跟踪无线传感器网络一个很重要的应用就是敌方军事目标问题，一些文献提出了相关算法，文献[1—4]中使用一个检测与跟踪。另外，无线传感器网络在民用方面也有很多移动的目标(或机器人)来定位无线

7、传感器网络，因为它们的应用，如生态环境监测、智能交通控制、基础设施安全、微不需要在节点上配置额外的硬件资源，是一个很好的解决创医疗装置等，都用来跟踪不同的目标，确定其位置信息。方案，但这些方法需要在任何时候都知道运动物体的位置，在这些应用中，需要在预定区域随机散播大量无线传感器不符合目标跟踪的需求。有一些文献使用传感器网络跟踪节点组成无线传感器网络，实时跟踪目标位置信息。移动目标J，这些方法假定传感器网络节点位置信息是确移动目标跟踪时，需要精准的位置信息作为参考。而定的，适用于小规模传感器网络，对网络定位能力提出了较无线传感器网络的定位，由于其通常需要较大规模，

8、能确定高的要求。本文根据同时定位与构图(SLAM)的相关理精确位置的人工部署不切实际；GPS虽能准确定位，但需要论，研究一种同步定位与跟踪算法，跟踪一个不确定的运动在节点配置相应设备，不符合传感器网络的小型化和成本物体位置，同时定位和校准传感器网络的节点位置信息。要求。因此，低成本、高精度地准确跟踪移动目标，同时确1同时定位与跟踪原理定传感器网络节点位置是一种最好的解决方法。移动目标在一个粗定位的环境地图中确定自己的位收稿日期：2013-08—19基金项目：国家“948”计划资助项目(201O_145)；黑龙江省青年科学基金资助项目(QC2012c101)；中央

9、高校基本业务费资金资助项