《基於自適應動態鏈的多模態目標跟蹤WSN最佳化方法研究》是依託西安電子科技大學，由馮娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於自適應動態鏈的多模態目標跟蹤WSN最佳化方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮娟
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
面向目標跟蹤的無線感測器網路(WSN)在軍民領域有著廣泛的套用前景和迫切的發展需求，但現有研究中較少涉及多模態節點的選擇問題，並且節點的組織結構在目標位置改變時需要重新構建而帶來較多的能耗，使得現有面向目標跟蹤的WSN難以實現突破性發展，急需探索新的理論和方法。為此，本項目通過深入探究目標跟蹤中多模態節點及其相應感知模組的選擇、節點自組織方法和相應的感應數據收集與融合等關鍵問題，獲得多模態感知信息相關度與目標狀態估計間的非定常耦合機制，提出基於自適應動態鏈的節點自組織方法和基於多模態聯合信息有效性的節點選擇策略，建立起跟蹤精度能夠根據用戶要求來調節的多模態目標跟蹤WSN架構。本項目能為面向目標跟蹤的WSN提供一種嶄新的節點選擇思路和節點間的協作方法，並能顯著提高面向目標跟蹤WSN的整體性能和延長網路壽命，為建立可大規模套用的多模態目標跟蹤WSN奠定了堅實基礎，具有重要的理論意義和套用價值。
結題摘要
面向目標跟蹤的無線感測器網路(WSN)在軍民領域有著廣泛的套用前景和迫切的發展需求，但現有研究中較少涉及多模態節點的選擇問題，並且節點的組織結構在目標位置改變時需要重新構建而帶來較多的能耗，使得現有面向目標跟蹤的WSN難以實現突破性發展。為此，本項目通過深入探究目標跟蹤中多模態節點及其相應感知模組的選擇、節點自組織方法和相應的感應數據收集與融合等關鍵問題，提出了一種基於多模態聯合信息有效性的節點選擇策略，該方法採用加權聯合有效性來度量不同節點上多個感知模組的信息有效性，並且採用基於灰色關聯的數據相關性分析方法來估計感知數據的相似性。同時，本項目提出了一種基於動態鏈的無線感測器網路目標跟蹤和數據採集協作方法。該方法在目標周圍建立一條動態跟蹤鏈來完成跟蹤任務，並且隨著目標的移動動態跟蹤鏈通過去掉一些遠離目標的節點和加入一些進入目標感知區域的節點，使該鏈能夠自適應地調整自己來適應目標位置的變化。當目標位置發生變化時，該動態跟蹤鏈的結構不需要被重新建立。此外，該項目還建立了跟蹤精度能夠根據用戶要求來調節的多模態目標跟蹤WSN架構，當感知數據沿動態跟蹤鏈傳輸時，每一步都可以進行合併和融合，該項目中採用伯努利均勻採樣來估計數據質量的近似值，並且根據所需的數據精度對多模態感知數據進行近似。為了進一步延長網路的生命周期，該項目還提出了一種能量平衡方法，為每個頭節點設定不同的擔任期限來平衡網路中節點的能量消耗。最後，大量的實驗結果表明，本項目提出的方法在降低網路能耗、延長網路壽命等方面均優於當前文獻中的方法。本項目所提出的方法在保證跟蹤精度的前提下，降低了計算複雜度。本項目為面向目標跟蹤的WSN提供了一種嶄新的節點選擇思路和節點間的協作方法，並能顯著提高面向目標跟蹤WSN的整體性能和延長網路壽命，為建立可大規模套用的多模態目標跟蹤WSN奠定了堅實基礎，具有重要的理論意義和套用價值。
