[发明专利]分布式自适应粒子滤波的无线传感器网络目标跟踪方法

摘要

本发明公开一种分布式自适应粒子滤波的无线传感器网络目标跟踪方法，先根据原则唤醒部分传感器节点参与目标跟踪，发送二进制数据给簇头节点，再用自适应粒子滤波对当前时刻的目标位置进行估计，在线调节粒子数，最后根据目标的运动不断地更新簇头节点，将上一簇头节点状态估计值和方差估计值传送给当前簇头节点；本发明在簇头之间无需传递大量的粒子，降低算法的计算量，减少通信量，有效减少带宽，降低能量消耗，大大提高目标跟踪的实时性和跟踪精度。

主权项

1.一种分布式自适应粒子滤波的无线传感器网络目标跟踪方法，其特征是包括如下步骤：(1)初始化无线传感器网络，使所有节点都具有统一的规格且都处于休眠状态；(2)选择信号接收强度最大的节点作为簇头节点，与簇头节点在单跳通信范围内的节点和簇头节点组簇，其余节点继续在休眠状态；(3)簇内节点对目标进行观测，将接收到的信号与预设门限相比较，若高于预设门限则发送二进制数据给簇头节点，反之不发送；(4)使用常规的粒子滤波算法估计初始状态估计值和初始方差估计值；(5)在t时刻根据步骤(2)组簇，并将上一时刻粒子滤波估计的状态估计值和方差估计值打包传送给此t时刻的簇头节点；(6)进行t时刻的自适应粒子滤波在线调整粒子数，包括先由决策规则确定所需的粒子数，然后从重要密度函数中采样N(t)个粒子，再更新采样粒子，最后输出目标的位置状态估计值和方差估计值，每一时刻更新所需的粒子数根据方差估计值在线调整；m为比例系数，是处理一个粒子的平均时间损耗，P_t-1是上一时刻的方差，t-1是完成上一次仿真的耗时；(7)t时刻自加1，根据目标的运动不断地更新簇头节点，在簇头节点更换时将上一簇头节点的信息传送给当前簇头节点；(8)重复步骤(5)-(7)，直至目标脱离无线传感器网络覆盖区域为止。