WSN中面向目标跟踪的节点协同移动算法研究

发布时间：2024-04-02 02:35

　　基于无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的目标跟踪技术一直以来都是研究热点之一。但传感器网络资源受限,制约了目标跟踪的精度和实时性等指标。本文从资源消耗、跟踪精度和延迟响应的角度出发,对目标跟踪的节点协同调度和跟踪算法进行了研究。论文分析了WSN目标跟踪的背景与意义以及国内外研究现状,探究了目标跟踪与节点调度的相关理论基础,介绍了强化学习相关知识,最终选用一种强化学习算法——深度确定策略梯度算法(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG),用于传感器节点的协同调度。对节点协同调度的模型建立进行了详细的阐述,为后续DDPG学习训练做理论基础。本文的贡献如下:本文提出了一种基于DDPG学习和集中式节点协同调度的目标跟踪算法,该算法是一种针对单目标的协同跟踪算法,主要是针对目标跟踪整体性能的优化,减少能耗和优化跟踪精度,本研究建立了任务模型和能量消耗模型,为DDPG训练中与智能体的交互的构建了环境模型,最后设计了环境的状态空间、智能体的动作空间和奖励函数,并利用DDPG方法迭代训练,将调度中心训练成一个智能体,得到可行...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图5-1TensorFlow系统架构

电子科技大学硕士学位论文图5-1TensorFlow系统架构5.3性能指标1.跟踪精度:跟踪精度主要反映目标的跟踪效果。在本文中，采用均方根误差（RMSE）来反映目标的跟踪精度[47]。目标位置的均方根误差（RMSE）如下：RMSE=1MCMCm=1(xk,mxk,m)2+(yk....

图5-2目标跟踪仿真WSN示意图

电子科技大学硕士学位论文表5-2仿真实验参数参数值区域面积400m*400m目标节点数量1目标节点速度10m/s传感器节点数量100传感器节点速度20m/s目标节点最大容忍延迟3s传感器节点初始能量400J节点静止时能量消耗0.1J/unittime节点移动时的能量消耗0.8J/....

图5-3目标跟踪的位置估计误差

电子科技大学硕士学位论文图5-3目标跟踪的位置估计误差图5-4不同策略下目标丢失率图5-5不同策略下的跟踪精度误差图5-6不同跟踪精度要求下的网络训练消耗5.5分布式节点协同调度仿真设计与结果分析5.5.1仿真设计仿真实验的环境如下表5-3所示，运动在长×宽为100m×100m的....

图5-4不同策略下目标丢失率

电子科技大学硕士学位论文图5-3目标跟踪的位置估计误差图5-4不同策略下目标丢失率图5-5不同策略下的跟踪精度误差图5-6不同跟踪精度要求下的网络训练消耗5.5分布式节点协同调度仿真设计与结果分析5.5.1仿真设计仿真实验的环境如下表5-3所示，运动在长×宽为100m×100m的....

本文编号：3945687