[发明专利]一种基于二值传感器自组网的目标跟踪方法

摘要

本发明公开了一种基于二值传感器自组网的目标跟踪方法，本发明采用的目标跟踪方法，首先在现场部署传感器网络系统，进行网络初始化和信息更新，然后传感器网络节点判断是否触发位置计算，如果满足触发条件，节点在本地计算出目标的位置，并将计算结果通过最短路由发送回传感器网络系统的网关汇聚节点，最后由监控管理中心的计算机负责收集各节点的目标跟踪结果，形成被跟踪目标的运动轨迹。该方法的特点在于震动传感器以自组网方式形成网络化系统，实现目标跟踪的精度和计算代价两种指标的优化，不仅避免计算量大的问题，而且定位精度高。本方法也适用于户外部署的其他二值型探测传感器组成的网络系统，实现对运动车辆或人员的跟踪。

主权项

一种基于二值传感器自组网的目标跟踪方法，其特征在于：如果在二值微型传感器自组网系统部署的覆盖区域内，所有传感器节点具有相同的探测半径，运动目标能被3个或以上的传感器节点探测发现，则通过自组网提供的网内探测信息，第三个节点根据目标发现序列中的前两个传感器节点提供的信息，计算出目标的位置；实现上述操作过程的步骤如下：步骤1.网络系统部署、初始化和信息更新通过人工埋设或机器布撒的方式部署微型化传感器的网络系统，在硬件部署后执行网络系统的初始化，进入目标监测状态；每个网络节点通过无线通信方式，构建它的邻居列表和向邻节点通报自身的坐标，邻居列表信息包括邻节点编号、邻节点坐标、邻节点产生的目标发现事件的状态信息标志；每个网络节点周期性地接收与更新它所保存的邻节点的目标发现信息，同时也将自己发现目标的信息通告给邻节点，以协作方式在本地完成目标位置的计算任务；步骤2.传感器网络的终端节点判断是否触发目标位置计算的行为如果满足如下一种条件，则产生触发计算操作：(1)在每个网络节点的邻居列表中，已有两个邻节点具有目标到达状态标志，而目标此刻正进入这个网络节点的探测范围；(2)当有目标进入每个网络节点的探测范围时，如果这个网络节点的邻居列表中已具有目标到达状态标志的邻节点数量超过2个，则依据邻节点的编号，按由小到大的顺序，从中选择两个邻节点，作为三圆交集计算的基础，这两个邻节点的坐标参与后续的计算；步骤3.目标位置计算每个网络节点如果满足上述触发条件之一，则根据三圆交集方法计算目标的当前位置；三圆交集方法的过程包括：当目标依次进入三个传感器节点的探测范围时，先计算第三个传感器节点探测圆S3分别与第一个传感器探测圆S1、第二个传感器探测圆S2的4个交点坐标，然后分别判定这4个交点与三个圆心的距离是否等于或小于探测圆半径，其中有2个交点是等于或小于圆半径，这2个交点被选择为三圆共同相交弧的两个端点a和b，最后计算这两个端点形成的线段的中间点，以此作为目标在该时刻所处的估计位置；步骤4.目标跟踪信息的汇总触发目标位置计算的传感器节点将步骤3的计算结果，通过最短路由发送回传感器网络的网关汇聚节点，并传输给监控中心的计算机，汇总目标跟踪的位置计算结果，形成被跟踪目标的运动轨迹。