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基于快速MH变异的遗传粒子滤波的WSN目标跟踪

2021-08-23魏颖,郭鲁

计算机测量与控制 2021年8期

魏 颖,郭 鲁

(沈阳工学院 信息与控制学院,辽宁 抚顺 113122)

0 引言

无线传感器网(WSN, wireless sensor network)是21世纪最重要的前沿技术之一,它的网络连接是通过无线通信实现的,通过本身的一些传感装置检测并感知相应的环境数据,实现信息的相互融合。目标跟踪是无线传感器网络的一个主要研究领域,如交通监测,捕捉战争状态等。例如,将一个测试目标放置在布置传感器的地点内,它运动时,通过传感器测量,然后反馈到跟踪系统,以此接近预估目标的位置[1]。粒子滤波(PF,particle filter) 是一种蒙特卡罗算法,它是基于递推计算的序列算法,基本思想是在当前系统状态分布中随机抽取一些加权的粒子,通过计算对系统的下一个状态进行更新和估计,适用于所有的测量模型以及状态转换模型,所以在无线传感器的目标跟踪中,上述方法比较适合[2]。粒子滤波算法在多次迭代后会退化,即只有少数粒子具有较大的权重,而大多数粒子的权重很小,几乎为零,这会消耗大量的时间。这类问题通常下列的方法解决:首先是改善意义重大函数,其次是对粒子重新采样。以上的方法主要改善粒子退化效率来解决粒子降解的问题。在新的取样之后,多次选择重要性高的粒子,因此,粒子的多样性已经失去了一些,即所谓的粒子缺失。那么在跟踪目标时,一旦监测的准确性不高或目标丢失,系统很可能不能自动会聚。本文通过利用进化机制保证粒子群优化过程中局部的多样性,并且处理粒子算法中粒子退化的缺陷。……

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