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无线传感器网络在近几年受到了学术界和工业界的广泛关注。由于无线传感器网络能够嵌入物理环境,近距离地观察环境,并通过传感器节点间的数据融合获得关于所监视环境的各种有用信息,无线传感器网络在工业、农业、交通、军事、安全、环保等众多领域有着广泛的应用。
目标监视是无线传感器网络的重要应用之一,其内容包括目标检测、定位、计数和跟踪等。已有的研究工作大多集中于对单个目标的监视和跟踪,一般的做法是将检测到目标信号的节点组成一个簇,用这组节点的质心或这组节点感知区域的重叠部分的质心作为目标的估算位置,进而得到目标的运动轨迹,并预测目标的下一步运动。当传感器节点只配备简单的能量传感器(只能检测目标信号的能量)时,区分监视区域中的多个目标是一件非常困难的事,因为传感器节点检测到的信号是由多个目标信号叠加的结果。目前多目标计数的研究工作大多采用基于能量的方法估计目标的个数,即假设同类目标发出的信号能量是相同的并且是已知的,通过计算分布在局部感知区域内信号的总能量来估计该局域内的目标个数,不同算法的区别在于如何估计信号的总能量。
本文根据来自同一目标的信号序列具有较大相关性的观察事实,提出了利用信号相关性解决多目标计数问题的设想。对各节点采集到的目标信号序列计算相关性,将信号相关度大于一定门限值的节点划为一组并对应一个目标,从而实现目标计数和每一组内的目标定位。仿真实验表明,该算法在计数精度和目标定位精度方面与基于能量的目标计数算法相当,但由于该算法不需要假设目标信号能量相同,从而比这些算法具有更好的适应性。另外,本算法通过良好的算法设计,也控制了算法的计算和通信复杂度。