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无线传感器网络由部署在监测区域内的大量廉价微型传感器节点所组成,节点通过自组织的方式构成无线网络,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内观测对象的信息。基于无线传感器网络的目标跟踪具有低成本、低功耗、跟踪精度高、跟踪隐蔽性强等优点,被广泛应用到军事和民用领域。
典型的跟踪系统需要被跟踪目标携带收发装置,有些跟踪系统甚至需要被跟踪目标参与跟踪系统的跟踪过程。但是,在诸如入侵检测、应急救援等应用场景中,要求被跟踪目标携带收发装置是不可能实现的。因此,人们提出了无源被动式目标跟踪的概念,即对不携带收发装置的目标实现跟踪,被跟踪目标无需参与跟踪系统的跟踪过程。
本文深入研究了无线传感器网络室内无源被动式目标跟踪技术。首先,介绍了基于无线传感器网络的无源被动式目标跟踪技术的国内外研究和应用现状;从技术分类、评价指标、典型系统等多个方面对无源被动式目标跟踪技术进行了介绍;其次,根据大量室内实验数据,对室内无源接收信号强度的特性进行归纳分析,提出了两种基于拉普拉斯分布的无源被动式目标跟踪测量模型;结合信号预处理技术、目标跟踪模型、粒子滤波技术,针对室内环境,提出了基于拉普拉斯测量模型的室内无源被动式目标跟踪算法;最后,在多个室内环境测试了无源跟踪算法;实验结果证明,所提出的算法能够实现对室内无源目标的良好跟踪。