感測器網路節點定位與協作跟蹤

內容簡介

無線感測器網路在環境監測、醫療衛生、軍事以及商業等領域具有廣泛的套用前影棗烏屑景。作為無線感測器網路的關鍵技術，節點定位與協跨戲作跟蹤是計算機、控制和通信等學科眾多專家學者致力研究的參數估計課題。無線感測器網路資源受限，且套用場景多樣，使節點定位與協作跟蹤的研究付槓店汽面臨諸多的挑戰。本書首先介紹了無線感測器網路的研究情況，然後系統歸納了節點定位技術和協作跟蹤算法，進而針對室內複雜環境提出了室內人員定位算法,結合野外環境設計三維節點定位算法，並針對資源受限條件下協作跟蹤問題，提出了基於粒子群最佳化的協作跟蹤算法、基於貝葉斯理論的多感測器互動濾波算法以及基於後驗克拉美羅下界的機動目標跟蹤算法。

圖書目錄

第1章緒論1

1.1研究背景及意義1

1.2研究現狀7

1.2.1節點定位技術研究現狀7

1.2.2協作跟蹤技術研究現狀10

1.3章節安排13

參考文獻15

第2章無線感測器網路節點定位和協作跟蹤技術21

2.1節點定位21

2.1.1節點定位原理22

2.1.2定位系統27

2.1.3性能評價31

2.2協作跟蹤32

2.2.1目標跟蹤算法32

2.2.2協作跟蹤方案39

2.2.3評價婆主遷指標47

2.3本章小結47

參考文獻48

第3章室內複雜環境下節點定位算法49

3.1路徑損耗模型49

3.2室內測距模型參數辨識52

3.3室內定位方案62

3.4人員定位實驗64

3.5本章小結68

參考文獻68

第4章野外環境下三維節點定位算法69

4.1網路模型69

4.2三維輔助定位算法71

4.3定位誤差和能量糊多影消耗分析77

4.4仿真實驗81

4.5本章小結88

參考文獻89

目錄感測器網路節點定位與協作跟蹤第5章基於粒子群最佳化的協作跟蹤算法90

5.1系統描述90

5.2多感測器協作跟蹤方案91

5.2.1高斯粒子濾波91

5.2.2多感測器數據融合94

5.3基於粒子群最佳化的動態簇組織算法96

5.3.1基於位置預測的簇成員節點選擇97

5.3.2基於粒子群最佳化的簇頭節點永疊嬸選擇98

5.4仿真實驗102

5.5本章小結107

參考文獻107

第6章基於貝葉斯理論的多感測器互動濾波算法109

6.1問題描述109

6.2接力卡爾曼算法110

6.2.1狀態和協方差更新110

6.2.2預測方程111

6.2.3感測器機率更新111

6.3多感測器互動濾波算法111

6.4後驗克拉美羅下界112

6.5仿真實驗114

6.5.1PCRLB115

6.5.2IMSF的性能115

6.5.3感測器機率118

6.6本章小結120

參考文獻120

第7章基於後驗克拉美羅下界的機動目標跟蹤算法122

7.1相關工作123

7.2問題描述123

7.3多模型後驗克拉美羅下界124

7.4通信受限節點調度策略126

7.5模型參數預測127

7.6仿真實驗128

7.7本章小結134

參考文獻134

第8章連續泄漏穩態氣體源參數估計算法137

8.1連續泄漏穩態氣體源參數估計模型137

8.1.1有風條件下穩態氣體擴散模型137

8.1.2穩態氣體源參數估計狀態空間模型142

8.2連續泄漏穩態氣體源參數估計算法142

8.2.1穩態氣體源參數的粗估計142

8.2.2確定粒子濾波的似然函式143

8.2.3基於粒子濾波的穩態氣體源參數估計算法145

8.3氣體源參數估計性能分析145

8.3.1氣體源參數估計CRLB的定義146

8.3.2氣體源參數估計的CRLB推導146

8.4仿真實驗與結果分析150

8.4.1實驗條件150

8.4.2實驗結果與分析151

8.5本章小結158

參考文獻158

第9章連續泄漏非穩態氣體源參數估計算法159

9.1連續泄漏非穩態參數估計模型159

9.1.1二維非穩態氣體擴散模型159

9.1.2感測器測量模型161

9.2連續泄漏非穩態氣體源參數估計算法162

9.2.1構造目標最佳化函式162

9.2.2基於多種群遺傳算法的非穩態氣體源參數估計算法164

9.3仿真實驗與結果分析167

9.3.1仿真條件168

9.3.2仿真結果與分析168

9.4本章小結173

參考文獻173

第10章瞬時泄漏氣體源參數估計算法174

10.1瞬時泄漏氣體源參數估計模型174

10.1.1有風條件下瞬時氣體擴散模型174

10.1.2瞬時氣體源參數估計狀態空間模型176

10.2基於高斯粒子濾波的瞬時氣體源參數估計算法179

10.2.1瞬時氣體源參數的粗估計180

10.2.2基於高粒子濾波的瞬時氣體源參數估計方法181

10.3瞬時氣體源參數估計性能分析局永己183

10.4仿真實驗與結果分析184

10.4.1實驗條件184

10.4.2實驗結果與分析186

10.5本章小結193

參考文獻194

附錄A矩陣求逆195

附錄B預測距離的推導196

感測器網路節點定位與協作跟蹤

基本介紹

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