(endress+hauser)E+H超聲波物位計(jì)原理本文選用高精度低功耗的超聲波作為測距傳感器,構(gòu)成超聲波傳 感器網(wǎng)絡(luò)做目標(biāo)的定位與跟蹤。傳統(tǒng)的目標(biāo)定位跟蹤研究一般只考慮目標(biāo)的位置,而忽略了目標(biāo)的大小。但是目標(biāo)的大小在一些應(yīng)用中有著重要的作用,比如可以幫 助改進(jìn)系統(tǒng)的跟蹤性能,同時(shí)也可以作為辨別和跟蹤多目標(biāo)物體的重要依據(jù)。

 (endress+hauser)E+H超聲波物位計(jì)超聲波傳感網(wǎng)絡(luò)跟蹤系統(tǒng)有著精度高、功耗低的優(yōu)點(diǎn),但是在實(shí)際的應(yīng)用中也面臨著諸 多的限制與挑戰(zhàn),如傳感器間的相互干擾、目標(biāo)的測量范圍有限等問題。本文主要針對上述問題展開,研究有效的目標(biāo)跟蹤與目標(biāo)大小估計(jì)算法,及合理的傳感器調(diào) 度策略權(quán)衡系統(tǒng)的跟蹤性能及能量消耗,zui后搭建實(shí)驗(yàn)平臺驗(yàn)證算法的有效性,主要完成工作如下：首先,本文考慮實(shí)際目標(biāo)大小這一參數(shù),通過建立超聲波傳感器 網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)位置與大小的實(shí)際模型,提出基于超聲波傳感器網(wǎng)絡(luò)單目標(biāo)跟蹤與大小估計(jì)的算法,同時(shí)通過仿真驗(yàn)證了該算法的性能。

   接著將單目標(biāo)跟蹤擴(kuò)展到雙目標(biāo)跟 蹤,提出雙目標(biāo)辨別算法,解決多目標(biāo)跟蹤中遇到的候選測量值與目標(biāo)集的匹配問題,zui后通過仿真驗(yàn)證了雙目標(biāo)辨別算法的有效性。(endress+hauser)E+H超聲波物位計(jì)其次,本文引入舵機(jī)擴(kuò)大超聲 波傳感器的測量范圍,同時(shí)結(jié)合舵機(jī)額外能耗,建立傳感器和網(wǎng)絡(luò)能耗模型,提出保質(zhì)降能調(diào)度算法,實(shí)現(xiàn)在保證系統(tǒng)跟蹤性能的前提下,盡可能地降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)消 耗能量的目的,同時(shí)引入能耗zui小調(diào)度策略和性能*調(diào)度策略作為比較,zui后通過仿真驗(yàn)證保質(zhì)降能調(diào)度算法在跟蹤性能和能量消耗兩方面的權(quán)衡*性。zui后, 搭建了實(shí)驗(yàn)平臺,包括系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、通信協(xié)議設(shè)計(jì)及軟件開發(fā),實(shí)現(xiàn)基于超聲波傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)目標(biāo)跟蹤與大小估計(jì),同時(shí)引入OptiTrack攝像頭定位 系統(tǒng)比較本系統(tǒng)的跟蹤性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本實(shí)驗(yàn)搭建的超聲波傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺具有較高的定位及大小估計(jì)精度,同時(shí)對移動(dòng)目標(biāo)也有較好的跟蹤效果,也從側(cè)面驗(yàn)證了理論部分提出目標(biāo)跟蹤算法的有效性(endress+hauser)E+H超聲波物位計(jì)。

【作者基本信息】 浙江大學(xué)， 控制理論與控制工程， 2013， 碩士

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