[发明专利]无线传感网中基于感知器的区域分簇目标跟踪方法

权利要求书

1.无线传感网中基于感知器的区域分簇目标跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤(1)，令目标的监测区域划分为M个区域簇，第j(j＝1,2,…M)个区域簇里有1个簇头节点和n个通用节点，x_j＝(x₁,x₂,…x_n)^T是各个通用节点的探测数据，w_j＝(w_j1,w_j2,…w_jn)^T为第j个区域簇的感知器模型参数，代表各个通用节点数据对输出的影响程度，θ_j是第j个区域簇的阈值，f(.)是阈值型活化函数，构建感知器的训练模型，

式(1)中，y_j为簇头节点输出，x_i为区域簇内通用节点输出，w_ji为连接通用节点输出x_i与簇头节点输出y_j的权值，表示第i个通用节点对兴奋度输出的权重；

步骤(2)，利用样本点数据对步骤(1)中感知器的训练模型进行训练，训练后的感知器能够完成对目标的感知任务，目标越接近区域簇内，该区域簇内簇头节点的兴奋度输出越高，数值显示为越接近1，目标越远离区域簇，该区域簇内簇头节点的兴奋度输出越低，数值显示为越接近0；

步骤(3)，构建无线传感网器网络，所述无线传感网器网络包括部署在监测区域内的簇头节点、通用节点以及作为融合中心的汇聚中心，簇头节点负责收集簇内的通用节点数据并进行初步融合，将融合后的数据转发给汇聚中心做进一步的数据处理，通用节点负责感知目标并收集目标信号强度数据；

步骤(4)，在通用节点处设置第一道阈值，规定每个区域簇内周期性轮流开启一个通用节点侦听信号，其余的通用节点全部处于休眠状态，对当前侦听信号的通用节点进行第一道阈值判断，判断目标是否在区域簇内，若信号强度低于第一道阈值则继续保持区域簇内其他通用节点的睡眠状态，若信号强度超过第一道阈值，则当前侦听信号的通用节点在区域簇内发送一个广播，将其余的通用节点全部唤醒为接收状态，并激活所有通用节点与簇头节点的通信，区域簇内所有通用节点的信息在簇头节点处进行融合；

步骤(5)，进行第二层判断，通过步骤(2)中训练后的感知器判断目标信号是否在本区域簇内，设定兴奋度阈值δ，若感知器处于抑制状态，则不开启簇头节点与汇聚中心的通信，若感知器处于兴奋状态，则开启簇头节点与汇聚中心的通信，簇头节点向汇聚中心发送感知器的兴奋度值；

步骤(6)，若目标处于多个区域簇边界处时多个簇头节点同时被激活，汇聚中心同时接收多个簇头节点的兴奋度值，此时进行第三层判断，比较多个感知器输出的兴奋度值大小，判断采用兴奋度值最大的区域簇的数据和模型，在选定区域簇之后，接收该区域簇内簇头节点的数据包，数据包内包括该区域簇的ID、区域簇内通用节点的ID、各通用节点的探测数据以及用于该区域簇计算目标坐标的数学模型参数，汇聚中心调用兴奋度占优的区域簇的数学模型参数，并接收该区域簇中的通用节点数据输入该数学模型中做实时目标定位。

2.根据权利要求1所述的无线传感网中基于感知器的区域分簇目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤(1)中连接权值w_ji的训练方式为，

令x₀＝-1，w_j0＝θ_j，w_j(k)＝(w_j0(k),w_j1(k),…w_jn(k))表示第k步的连接权值向量，y_j(k)表示第k步的输出，表示第j个区域簇的期望输出，样本点在此区域簇内期望输出为1，不在此区域簇内期望输出为0，则第k+1步的连接权值调整为，

式(2)中，为连接权值修正项，当时为正，表明当前连接权值不够大，需要正向调整，时为负，表明当前连接权值足够大，需要负向调整；η为学习效率，并且0<η≤1，用来控制连接权值的调整速度。

3.根据权利要求1所述的无线传感网中基于感知器的区域分簇目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤(3)中簇头节点、通用节点是特定的或随机部署在监测区域内的。

4.根据权利要求1所述的无线传感网中基于感知器的区域分簇目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤(6)中数学模型有最小二乘线性回归模型和支持向量机非线性回归模型。