基于无线传感器网络接收信号强度的无源目标追踪方法

摘要

本发明涉及一种基于无线传感器网络接收信号强度的无源目标追踪方法，其技术特点是：包括以下步骤：无线传感器网络中的节点进行数据广播，所有节点接听并记录数据；节点计算接收信号强度值与静态网络数据的差值的绝对值，通过无源目标追踪模型进行目标位置似然度计算；用粒子滤波算法和参数估计算法并结合目标位置似然度，进行目标的实时追踪。本发明充分利用无线传感器网络所发出的射频信号具有一定的穿透性的特点，少量障碍物不会阻挡节点之间的相互通信，且无线信号的传播不受光照影响，可广泛应用于夜晚或是或是仓库、地下室等缺乏光照的室内场景。

主权项

一种基于无线传感器网络接收信号强度的无源目标追踪方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1：无线传感器网络中的节点进行数据广播，所有节点接听并记录数据； 步骤2：节点计算接收信号强度值与静态网络数据的差值的绝对值，通过无源目标追踪模型进行目标位置似然度计算； 步骤3：用粒子滤波算法和参数估计算法并结合目标位置似然度，进行目标的实时追踪；该步骤包括以下处理过程： ⑴初始化：赋予参数θ₀到任意初始值，将计数器b设为0，从状态的先验概率分布p(x₀)抽样出状态粒子；⑵设置计数器k＝1,2…，N,N为粒子数； ⑶执行状态更新： f为系统模型，v_k为第k步的系统噪声，h为测量模型，s_k为第k步的测量噪声；⑷粒子滤波，计算状态估计粒子和权重其中θ_b‑1为第b‑1步的参数值，()为第b‑1步的状态的后验概率公式,Z_k为第k步的实际观测值，归一化再采样以获得新的均匀权重从中采样出更新后权重为归一化⑸执行线上期望最大化步骤(online EM算法)： 式中：Ψ为充分统计量，Ω为充分统计量的集合，充分统计量权重满足和⑹设置变量count＝k mod L,L为线上期望最大化步骤的周期长度；如果count＝0，则执行最大化处理：计数器b加1；⑺循环执行步骤⑵至⑹直至所有粒子均处理结束。