مسیریابی هدف و هدایت سنسور سیار در شبکه های سنسور وایرلس

Target Tracking and Mobile Sensor Navigation in Wireless Sensor Networks

مجله آی تریپل ای – IEEE

سال ۲۰۱۳

چکیده

این کار، مسئله مسیریابی هدفهای منتشر کننده سیگنال را با استفاده از سنسورهای سیار هدایت شده بر اساس دریافت سیگنال مطالعه می‌کند. از آنجایی که حرکت کردن هدف سیار، ناشناخته است، کنترل کننده سنسور سیار، اندازه گیری جمع آوری شده توسط یک شبکه سنسور وایرلس را برحسب زمان رسیدن سیگنال هدف سیار (TOA) بکار می برد. کنترل کننده سنسور سیار، به اطلاعات اندازه گیری TOA از هردوی هدف سیار و سنسور سیار برای تخمین زدن مکانشان قبل از نظارت کردن بر حرکت سنسور سیار برای تعقیب کردن هدف، نیاز دارد. ما یک رویکرد تقریب مینیمم-ماکزیمم برای تخمین مکان برای مسیریابی که می تواند به طور کارآمدی از طریق آرمیدگی برنامه ریزی نیمه معین (SDP) حل شود را مطرح می کنیم ، و یک تابع مکعبی برای هدایت سنسور سیار بکار می بریم. ما مکان هدف و سنسور سیار را به طور مشترک با بهبود دقت مسیریابی تخمین می زنیم. برای توسعه بیشتر عملکرد سیستم، ما یک الگوریتم مسیریابی وزنی با استفاده از اطلاعات اندازه گیری کارآمدتر مطرح می کنیم. نتایج ما نشان می دهند که الگوریتم مطرح شده، عملکرد مسیریابی خوبی را مهیا می سازد و می تواند بسرعت سنسور سیار برای تعقیب هدف سیار را کنترل کند تا هدف سیار را تعقیب کند.

Abstract

This work studies the problem of tracking signal-emitting mobile targets using navigated mobile sensors based on signal reception. Since the mobile target’s maneuver is unknown, the mobile sensor controller utilizes the measurement collected by a wireless sensor network in terms of the mobile target signal’s time of arrival (TOA). The mobile sensor controller acquires the TOA measurement information from both the mobile target and the mobile sensor for estimating their locations before directing the mobile sensor’s movement to follow the target. We propose a min-max approximation approach to estimate the location for tracking which can be efficiently solved via semidefinite programming (SDP) relaxation, and apply a cubic function for mobile sensor navigation. We estimate the location of the mobile sensor and target jointly to improve the tracking accuracy. To further improve the system performance, we propose a weighted tracking algorithm by using the measurement information more efficiently. Our results demonstrate that the proposed algorithm provides good tracking performance and can quickly direct the mobile sensor to follow the mobile target.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه آماده ورد