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1、第32卷第5期北京交通大学学报Vol.32No.52008年10月JOURNALOFBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYOct.2008文章编号:16730291(2008)05006004基于无线传感器网络的车辆跟踪算法设计与分析肖硕,魏学业,王钰(北京交通大学电子信息工程学院,北京100044)摘要:设计了一种基于传感器网络的车辆跟踪方法,为了达到降低能量消耗的目的,文中结合车辆动力学的知识,减小跟踪区域,减少活动节点个数.现实中,车辆运动带有目的性,车辆的位置和速度在
2、时间上具有相关性,为此本论文采用GM模型来预测车辆下一时刻的位置,依据车辆位置来更新跟踪区域,确保移动目标始终处于跟踪区域内.仿真结果表明,相对于OCR法,本方法降低了22%的能量开支.关键词:无线传感网络;车辆追踪;车辆动力学;GM预测模型中图分类号:TP2126文献标志码:ADesignandAnalysisofVehicleTrackingAlgorithmsBasedonWirelessSensorNetworksXIAOShuo,WEIXueye,WANGYu(SchoolofElectronicsandInforma
3、tionEngineering,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Avehicletrackingschemebasedonwirelesssensornetworks(WSNs)wasdesignedinthispaper.Inordertoreduceenergydissipation,themethodusedinthispaperminimizesthetrackingregionanddecreasesnumberofactivenodeswithc
4、onsideringvehicularkinematics.Becausethevehicleusuallytravelswithadestinationinreality,thereforevehicleslocationandvelocityarelikelytobecorrelatedwithitscurrentlocationandvelocity.Sothegaussmarkovmobilitymodeltopredictthevehiclepositionwasintroduced,thetrackingregionw
5、asupdatedbythelocationofvehicletokeepthemobiletargetinthetrackingregion.Thesimulationresultsshownthatthisschemecanreduceenergyoverheadby22%comparedwithOCR.Keywords:wirelesssensornetworks;vehicletracking;vehicularkinematics;gaussmarkov(GM)predictionmodel[1]移动目标跟踪是无线传感
6、器网络应用的一个重节点处于休眠状态.文献[2]介绍的OCR方法,是要领域,如车辆追踪、战场监测和野生动物习性监测以车辆为圆心,构成一个圆形区域来跟踪车辆.但是等.在实际应用中,受到环境和技术限制,不可能频现实中,车辆只可能到达圆中的一部分区域,很多节繁更换传感器电池.因此,在保证网络跟踪性能和寿点在做没有意义的监测工作.本文作者从减小跟踪命的同时,低功耗就成为网络设计中的重要部分,这区域的面积着手,研究无线传感器网络的节能策略.就需要传感器网络具有高效节能的跟踪算法.1目标跟踪模型和假设为了降低网络能耗,目前流行的方法是构建跟踪区域,
7、只有区域中的节点处于活动状态,区域外的当目标车辆进入网络的感知区域以后,网络探收稿日期:20080504基金项目:铁道部科技计划项目资助(2001X014)作者简介:肖硕(1981),男,江苏徐州人,博士生.email:04120136@bjtu.edu.cn魏学业(1963),男,山东临朐人,教授,博士,博士生导师.第5期肖硕等:基于无线传感器网络的车辆跟踪算法设计与分析61测到车辆的存在,激活目标附近的节点,使之构成跟表示车辆的转向圆半径,是车轮的转向角,V是踪区域,并在该区域内选举出一个根节点.根节
8、点的车辆的速度.任务是融合本区域所采集的数据,把结果存在本地,等待上级查询.因为跟踪的是移动目标,为了确保跟踪的连续性,跟踪区域要随着车辆的位置及时更新,从而保证车辆处于区域之中,如图1所示.图2车辆运动
