基于無線傳感器網絡的目標追蹤技術

王思捷

摘 要

無線傳感器網絡隨著目前互聯網技術、計算機技術還有無線通信技術的發展和推廣，逐漸被越來越多的利用到了現實的領域中。由于傳感器本身具有體積小、功能消耗低等特點，因此無線傳感器網絡的目標追蹤技術目前成為各國都在研究的重要技術。本文分析了目標追蹤技術的主要研究意義和背景，并介紹了基于無線傳感器網絡的目標追蹤主要用到的技術。

【關鍵詞】無線傳感器 目標追蹤技術

無線傳感器網絡是把傳感設備放在生活中，然后利用無線網絡連接起起來，通過感知和處理生活信息來讓生活變得更加智能化。無線傳感網絡系統是分布式的系統，主要是利用網絡中的節點來處理問題、解決問題。目標追蹤是無線傳感器網絡的重要應用，而基于無線傳感器網絡中的目標跟蹤技術不管是在生活還是在軍事領域都有很重要的應用價值。

1 無線傳感器網絡目標追蹤技術研究意義

社會發展帶動了計算機和通信技術的快速更新，因此網絡數據的處理技術又有了新的發展空間。隨著無線傳感器網絡在人們的生活和工作中越來越普遍，無線傳感器網絡的目標追蹤技術的利用價值被凸現出來，變成了近些年來的主要應用。無線傳感器網絡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點，這些節點的主要作用就是為了實現網絡數據的采集盒傳輸，并且能夠實現把采集的數據進行網絡內部的廣播傳輸。互聯網技術和無線傳感器的結合為人們的生活帶來了很大的變化，改變了原有的生活方式。

無線傳感器網絡的目標跟蹤，能夠隨時隨地的獲取跟蹤目標的位置信息、運動狀態和運動軌跡。目前的無線傳感器目標跟蹤技術主要是應用在軍事領域、工業領域還有交通領域。在軍事領域中占據了極大的利用價值，充分發揮出了傳感器的優勢。它能夠有效利用在導彈防御、敵情監視和戰事檢測中。并且人們在生活交通中也會利用到目標追蹤技術，例如說GPS定位技術。我國早在2001年就已經認識到了無線傳感器網絡的重要性，國防軍事單位也針對無線傳感器進行了深入研究，但是跟國外發達國家相比較來說，我國的研究水平和科研實力還有很大的差距。

2 無線傳感器網絡的目標追蹤技術分析

2.1 目標跟蹤的分類

目前來說，無線傳感器網絡的目標追蹤還沒有準確的統一劃分出跟蹤算法，但是可以從不同的跟蹤角度來進行劃分，這樣的劃分方式也能夠反映出算法的特性。如果從跟蹤的數量上來進行劃分的話，可以把目標跟蹤劃分為多目標跟蹤和單目標跟蹤；從監測區域內部的目標運動方式來進行劃分的話，可以分為動態的目標跟蹤和靜態的目標跟蹤；從處理目標信息的實現方式來進行劃分，則劃分為分布式目標跟蹤還有集中式目標跟蹤。從單目標跟蹤萊說，需要網絡中的傳感器節點進行協同工作，通過交換檢測數據來確定好目標的位置信息，檢測運動軌跡，同時預測出下一步的目標運動。

2.2 目標跟蹤過程

無線傳感器網絡目標跟蹤技術使用過程有多個步驟，分別是偵測階段、定位階段和通告階段，同時這三個階段中都需要采用不同的技術來完成不同的功能。在偵測階段中，要通過節點的檢測來判斷出跟蹤目標是否出現，在定位階段中，需要通過節點的監測信息來獲取偵測情報，計算出目標的運動軌跡，并預測出下一步的運動軌跡。通告階段則需要針對想一階段中追蹤目標的行動軌跡進行網絡廣播，喚醒需要的節點參與到下一階段的跟蹤任務中。

2.3 節點的自組織和路由

單個的節點在傳感器網絡中能夠起到的工作能力非常有限，只有多個節點才能夠完成相互通信、互相協同工作的目標，完成信息的快速處理和計算。節點協同工作主要分為集中式、靜態局部集中式、動態局部集中式、單點式、和序貫式。這是節點常見的自組織方式，通過節點的自組織和路由技術，能夠保障多個節點在檢測出信息之后迅速協同完成信息處理和計算工作。

2.4 活動目標偵測

傳感器網絡中的工作節點能夠檢測出目標運動信息，然后判斷出目標是否出現，其中的偵測工作主要分為主動偵測和被動偵測兩種，主動偵測是已經明確了目標的信號發出方式，然后可以用確定好的偵測方式進行跟蹤。被動真測試目標的信號發出特征不明確，只能夠進行聲波、磁場還有紅外線燈常見追蹤特征來進行追蹤工作，在一定程度上降低了追蹤精確度。相比較器被動偵測，主動偵測能夠表現出良好的追蹤精確度，但是目前實際情況中，跟蹤目標的特征都屬于未知狀態，因此加強被動偵測研究很有必要。因此還需要投入更多的時間和精力來進行無線傳感器網絡目標追蹤技術的研究。

3 結語

無線傳感器自身包含有很多優點，目標跟蹤領域的應用是最主要的應用領域之一，基于無線傳感網絡的目標跟蹤技術不僅被軍事領域重點應用，目前也在其他工業領域加大了應用力度。

參考文獻

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