基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)追蹤技術(shù)

王思捷

摘 要

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)隨著目前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)還有無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展和推廣，逐漸被越來(lái)越多的利用到了現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域中。由于傳感器本身具有體積小、功能消耗低等特點(diǎn)，因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)追蹤技術(shù)目前成為各國(guó)都在研究的重要技術(shù)。本文分析了目標(biāo)追蹤技術(shù)的主要研究意義和背景，并介紹了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)追蹤主要用到的技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】無(wú)線傳感器 目標(biāo)追蹤技術(shù)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是把傳感設(shè)備放在生活中，然后利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接起起來(lái)，通過(guò)感知和處理生活信息來(lái)讓生活變得更加智能化。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是分布式的系統(tǒng)，主要是利用網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)來(lái)處理問(wèn)題、解決問(wèn)題。目標(biāo)追蹤是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用，而基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)跟蹤技術(shù)不管是在生活還是在軍事領(lǐng)域都有很重要的應(yīng)用價(jià)值。

1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)追蹤技術(shù)研究意義

社會(huì)發(fā)展帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的快速更新，因此網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的處理技術(shù)又有了新的發(fā)展空間。隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在人們的生活和工作中越來(lái)越普遍，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)追蹤技術(shù)的利用價(jià)值被凸現(xiàn)出來(lái)，變成了近些年來(lái)的主要應(yīng)用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身具備了快速獲取信息的能力和快速處理信息的能力，其中包含有很多傳感器的節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)的主要作用就是為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的采集盒傳輸，并且能夠?qū)崿F(xiàn)把采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的廣播傳輸?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)和無(wú)線傳感器的結(jié)合為人們的生活帶來(lái)了很大的變化，改變了原有的生活方式。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤，能夠隨時(shí)隨地的獲取跟蹤目標(biāo)的位置信息、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡。目前的無(wú)線傳感器目標(biāo)跟蹤技術(shù)主要是應(yīng)用在軍事領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域還有交通領(lǐng)域。在軍事領(lǐng)域中占據(jù)了極大的利用價(jià)值，充分發(fā)揮出了傳感器的優(yōu)勢(shì)。它能夠有效利用在導(dǎo)彈防御、敵情監(jiān)視和戰(zhàn)事檢測(cè)中。并且人們?cè)谏罱煌ㄖ幸矔?huì)利用到目標(biāo)追蹤技術(shù)，例如說(shuō)GPS定位技術(shù)。我國(guó)早在2001年就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要性，國(guó)防軍事單位也針對(duì)無(wú)線傳感器進(jìn)行了深入研究，但是跟國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比較來(lái)說(shuō)，我國(guó)的研究水平和科研實(shí)力還有很大的差距。

2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)追蹤技術(shù)分析

2.1 目標(biāo)跟蹤的分類

目前來(lái)說(shuō)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)追蹤還沒(méi)有準(zhǔn)確的統(tǒng)一劃分出跟蹤算法，但是可以從不同的跟蹤角度來(lái)進(jìn)行劃分，這樣的劃分方式也能夠反映出算法的特性。如果從跟蹤的數(shù)量上來(lái)進(jìn)行劃分的話，可以把目標(biāo)跟蹤劃分為多目標(biāo)跟蹤和單目標(biāo)跟蹤；從監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)部的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行劃分的話，可以分為動(dòng)態(tài)的目標(biāo)跟蹤和靜態(tài)的目標(biāo)跟蹤；從處理目標(biāo)信息的實(shí)現(xiàn)方式來(lái)進(jìn)行劃分，則劃分為分布式目標(biāo)跟蹤還有集中式目標(biāo)跟蹤。從單目標(biāo)跟蹤萊說(shuō)，需要網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)同工作，通過(guò)交換檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定好目標(biāo)的位置信息，檢測(cè)運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)預(yù)測(cè)出下一步的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)。

2.2 目標(biāo)跟蹤過(guò)程

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤技術(shù)使用過(guò)程有多個(gè)步驟，分別是偵測(cè)階段、定位階段和通告階段，同時(shí)這三個(gè)階段中都需要采用不同的技術(shù)來(lái)完成不同的功能。在偵測(cè)階段中，要通過(guò)節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)來(lái)判斷出跟蹤目標(biāo)是否出現(xiàn)，在定位階段中，需要通過(guò)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)信息來(lái)獲取偵測(cè)情報(bào)，計(jì)算出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并預(yù)測(cè)出下一步的運(yùn)動(dòng)軌跡。通告階段則需要針對(duì)想一階段中追蹤目標(biāo)的行動(dòng)軌跡進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)廣播，喚醒需要的節(jié)點(diǎn)參與到下一階段的跟蹤任務(wù)中。

2.3 節(jié)點(diǎn)的自組織和路由

單個(gè)的節(jié)點(diǎn)在傳感器網(wǎng)絡(luò)中能夠起到的工作能力非常有限，只有多個(gè)節(jié)點(diǎn)才能夠完成相互通信、互相協(xié)同工作的目標(biāo)，完成信息的快速處理和計(jì)算。節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作主要分為集中式、靜態(tài)局部集中式、動(dòng)態(tài)局部集中式、單點(diǎn)式、和序貫式。這是節(jié)點(diǎn)常見(jiàn)的自組織方式，通過(guò)節(jié)點(diǎn)的自組織和路由技術(shù)，能夠保障多個(gè)節(jié)點(diǎn)在檢測(cè)出信息之后迅速協(xié)同完成信息處理和計(jì)算工作。

2.4 活動(dòng)目標(biāo)偵測(cè)

傳感器網(wǎng)絡(luò)中的工作節(jié)點(diǎn)能夠檢測(cè)出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息，然后判斷出目標(biāo)是否出現(xiàn)，其中的偵測(cè)工作主要分為主動(dòng)偵測(cè)和被動(dòng)偵測(cè)兩種，主動(dòng)偵測(cè)是已經(jīng)明確了目標(biāo)的信號(hào)發(fā)出方式，然后可以用確定好的偵測(cè)方式進(jìn)行跟蹤。被動(dòng)真測(cè)試目標(biāo)的信號(hào)發(fā)出特征不明確，只能夠進(jìn)行聲波、磁場(chǎng)還有紅外線燈常見(jiàn)追蹤特征來(lái)進(jìn)行追蹤工作，在一定程度上降低了追蹤精確度。相比較器被動(dòng)偵測(cè)，主動(dòng)偵測(cè)能夠表現(xiàn)出良好的追蹤精確度，但是目前實(shí)際情況中，跟蹤目標(biāo)的特征都屬于未知狀態(tài)，因此加強(qiáng)被動(dòng)偵測(cè)研究很有必要。因此還需要投入更多的時(shí)間和精力來(lái)進(jìn)行無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)追蹤技術(shù)的研究。

3 結(jié)語(yǔ)

無(wú)線傳感器自身包含有很多優(yōu)點(diǎn)，目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域的應(yīng)用是最主要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)跟蹤技術(shù)不僅被軍事領(lǐng)域重點(diǎn)應(yīng)用，目前也在其他工業(yè)領(lǐng)域加大了應(yīng)用力度。

參考文獻(xiàn)

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