[发明专利]无线网基于最优覆盖算法的单个无设备物体追踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用无线网技术来实现无设备物体追踪的方法。本发明解决了传统无线网络中无法追踪无设备物体的难题，是一种低成本、高效率的无设备物体追踪方法。属于物体定位追踪及无线通信领域。

背景技术

物体追踪技术一直是一大研究热点，并有很多实际的应用场景，例如车辆追踪，战场侦测，动物栖息行为监测和医院里的病人检测等等。GPS是一项精确性很高的追踪技术，但是它只能够用于户外，因为在户内卫星信号会被屏蔽。室内移动物体的定位则更加复杂。激光定位技术以其测距的精准而著称，但是其相关的设备非常昂贵，而且也更适合户外环境。目前国内外用于物体追踪的技术分为2大类，一类是基于射频技术，另一类是基于非射频技术。非射频技术主要包括有视频技术，红外技术，压力技术，超声波技术。视频技术利用多个摄像头采集图像信息，然后通过图像处理算法捕捉物体。这类技术通常比较昂贵，而且不能在黑暗环境使用。而红外技术因为其本身范围有限的特性需要非常仔细和密集的布置，才能对物体进行定位，而且如果部署得不够周密，仍然很容易会有漏洞的存在。压力技术是通过放置在地板上的加速和气压传感器来检测是否有人的脚印通过其检测范围，这项技术同样也是需要非常密集的节点布置才能在要求范围内有效的定位，而且成本比较高。超声波技术一般通过超声波的飞行时间法(Time-of-Flight)来获得位置信息，这项技术总是要求被追踪物体携带一个发送或接受设备，例如Bat超声波系统需要被追踪物体携带一个Bat(发射器)定期发送超声波脉冲，或如MOCUS只能测试出通过固定区域的物体的数量。还有就是如Cricket定位系统一样，通过结合超声波和无线射频，利用两者接收信号的时间差来做距离的测量，这种方法同样还是需要被追踪物体携带相关信号接收器。

由于在日常工作生活中各类无线设备已经普遍使用，射频技术因其成本低廉而著称。相关的定位技术有802.11，电子标签技术(RFID)和无线传感器网络(WSN)。无线传感器网络是一种由大量廉价的无线传感器所组成的网络，能够协同地实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，处理后的信息通过无线方式发送，并以自组多跳的网络方式传送给观察者。而目前这些技术的现有物体追踪方法都需要被追踪物体携带无线收发器，然后通过接收端无线信号强度(RSS)的大小或加上一些辅助方法来得到物体的位置。这种条件显然在某些环境和应用中得不到满足，例如安全或防盗部门，一些恶意闯入或攻击者不会携带类似设备来协助追踪。

经检索发现，目前无设备物体追踪的方法，如图像技术、红外技术、压力技术，超声波技术等，都有其自身的限制条件，它们存在成本过高，布置困难，或不能适用于黑暗场景等缺陷。所以他们很难大规模投入到实际应用中，这样极大的限制了物体追踪技术在实际中的应用前景。

本发明填补了这个技术空白，将有效解决上述技术用于无设备物体追踪带来的各种问题。本发明采用无线信号(如802.11或者zigbee等)作为基本输入源进行物体追踪，在无线网络中利用被追踪物体对环境的干扰，特别是对无线信号的干扰来进行定位追踪。由于现在的无线信号是开放的，几乎免费的资源，我们的技术将在保留无线信号低成本优势的前提下，获得相当高的精度，从而提供一个低成本，高效率，隐蔽的且非介入式的实时物体定位追踪技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，传统基于无线网络的物体追踪皆需要被追踪物体携带无线节点来协助追踪。如何在一个大规模无线网络下，实现高精度，高精确性，高实时性，和低成本的无设备目标物体追踪是目前无设备物体追踪领域一个亟待解决的问题。

为实现上述目的所采用的技术方案是：