基於無線傳感器網絡的無源多目標檢測跟蹤方法檢視原始碼討論檢視歷史

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基於無線傳感器網絡的無源多目標檢測跟蹤方法中國空間技術研究院（航天五院）隸屬於中國航天科技集團有限公司，成立於1968年2月20日。自1970年4月24日成功發射我國第一顆人造地球衛星以來，研究院已抓總研製並成功發射了300餘顆航天器，實現200餘顆航天器在軌運行，研製的航天器覆蓋載人航天、月球與深空探測、導航定位、對地觀測、通信廣播、空間科學與技術試驗六大系列航天器，實現了大、中、小、微型航天器的系列化、平台化發展。研究院圓滿完成載人航天工程、探月工程、北斗工程、高分工程為代表的重大航天任務，為實現我國航天三大里程碑跨越發展做出了突出貢獻。研究院充分發揮航天技術的優勢和輻射帶動作用，不斷將航天新技術成果推廣到國民經濟多個領域。聚焦衛星應用、智能裝備、空間生物三大優勢業務板塊，打造了中國衛星、康拓紅外、航天生物三大業務發展主體平台，形成了以京津冀、長三角和粵港澳大灣區三大重點區域為主的區域布局。

簡介

研究院堅持國際化發展戰略，積極踐行「一帶一路」倡議，推動構建人類命運共同體，先後與俄羅斯、法國、巴西等100多個國家和地區的宇航公司及空間研究機構建立了良好的合作關係。2004年實現了首顆商業衛星出口合同簽署。截至2020年底，已向國際用戶交付了20顆商業衛星，出口產品覆蓋通信衛星、遙感衛星、衛星應用、航天器研製基礎設施、宇航單機部組件和宇航元器件等。

研究院打造了北京、天津、懷來、西安、蘭州、煙臺、深圳、內蒙古、杭州等產業基地，擁有空間飛行器總體設計、分系統研製生產、系統集成、總裝測試、環境試驗、地面設備製造及衛星應用、服務保障等配套完整的研製生產體系。研究院現有中國科學院和中國工程院院士9人，國際宇航科學院院士11人，俄羅斯宇航科學院院士9人，國家級突出貢獻專家15人，全國技術能手40人，高級以上職稱人員7200餘人。研究院獲得國家科學技術獎84項，其中特等獎9項；授權專利7700餘件，榮獲中國專利金獎3項；省部級獎3000餘項。研究院先後榮獲全國文明單位、全國創先爭優先進基層黨組織、全國模範職工之家等榮譽稱號。

二、技術要點

（解決的技術難題、技術指標等）

無線傳感器網絡是一種集成了傳感器技術、微機電系統技術、無線通信技術和分布式信息處理技術的新型網絡技術。其以每個無線傳感器節點為最小單位，以自組織等方式組成無線傳感器網絡，並以此為依託對網絡區域內的環境或監測對象的信息實時感知、採集和處理，並將處理後的信息傳送到網絡終端或服務器上進行進一步的處理和分析。包括物聯網技術在內多項新興技術都是以無線傳感器網絡作為依託平台，使其為上層應用提供可靠的底層技術支持。本案例屬於無線傳感器網絡技術領域，尤其是一種基於無線傳感器網絡的無源多目標檢測跟蹤方法。關於目標的定位與跟蹤是無線傳感器網絡的主要研究方向之一。最先被採用的基於接收信號強度的定位法為有源定位，即目標必須攜帶傳感器節點，通過與已知位置的監控節點的通信，基於無線信號接收強度值來計算與已知節點之間的距離。根據具體的定位機制，可以將現有的無線傳感器網絡定位方法分為兩類 ：基於測距的方法和不基於測距的方法。基於測距的定位機制需要測量未知節點與錨節點之間的距離或者角度信息，然後使用三邊測量法、三角測量法或最大似然估計法等方法計算未知節點的位置。而不基於測距的定位機制無需距離或角度信息，或者不用直接測量這些信息，僅根據網絡的連通性等信息實現節點的定位。但這一方法的局限性在於，需要跟蹤的目標不一定主動攜帶節點設備，而只是處於無線傳感器網絡中被動地接受跟蹤。本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種精度較高、魯棒性強且能夠滿足多目標實時跟蹤要求的基於無線傳感器網絡的無源多目標檢測跟蹤方法。

本案例是基於無線傳感器網絡的無源多目標檢測跟蹤方法，其主要技術特點是：根據無線傳感器網絡中不同無線鏈路接收信號強度，採用掃描圈開窗檢測方法構建無源多目標的滑動掃描圈模型，並採用HAC聚類算法進行聚類分析從而提取出檢測結果；根據檢測結果並採用PHD無源多目標粒子濾波跟蹤算法，得到目標數目變化的多目標跟蹤結果。本發明設計合理，其檢測與跟蹤算法具有較高的精度和魯棒性，能在複雜的多徑環境中檢測與跟蹤多個目標，同時目標檢測與跟蹤算法的計算複雜度適中，保證檢測跟蹤系統運行的實時性。

三、成果形式

（專利、著作權、新產品、新技術等）

本項目是專利技術

四、應用領域及應用場景

航空航天

五、當前應用成效

本案例的優點和積極效果是 ：1.本案例將適應於目標數目變化的多目標檢測方法和多目標跟蹤方法結合在一起，具有較高的精度和魯棒性，能在複雜的多徑環境中檢測與跟蹤多個目標，實現了多目標檢測與跟蹤功能，可以適應於無線傳感器網絡監測區域內目標數隨時間變化的情況，並能同時檢測與跟蹤多個目標。2、本案例所使用的多目標檢測方法和多目標跟蹤方法具有較高的精度和穩定性，並能適應於複雜的室內多徑環境中。3、本案例提出的多目標檢測方法和多目標跟蹤方法的計算複雜度適中，保證檢測跟蹤運行的實時性。