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1、DOI:10.13873/j.1000-97872012.05.0184傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第5期殠檸檸檸檸檸殠檸檸殠研究與探討檸檸檸檸檸殠*基于卡爾曼濾波算法的軌跡估計研究11112鄧胡濱，張磊，吳穎，周潔，劉楓(1．華東交通大學信息工程學院，江西南昌330013;2．鄭州大學信息工程學院，河南鄭州450001)摘要:在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點定位系統(tǒng)中，基于接收信號強度指示(RSSI)技術(shù)的定位算法研究有很多，這種
2、定位技術(shù)成本低而且易于實現(xiàn)，但RSSI定位技術(shù)因容易受到環(huán)境因素的影響，在測距過程中，估測距離的誤差很大。在RSSI定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加入系統(tǒng)噪聲和測量噪聲，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)方程和動態(tài)系統(tǒng)測量方程，利用卡爾曼濾波算法，對RSSI進行濾波，并估測出移動節(jié)點的運動軌跡。仿真結(jié)果表明:改進卡爾曼濾波算法提高了移動節(jié)點的運動軌跡的定位精度。關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位;軌跡估計;卡爾曼濾波算法;接收信號強度指示中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1000—9787(2012)05—0004—04Resea
3、rchontrackestimationbasedonKalman*filteringalgorithm11112DENGHu-bin，ZHANGLei，WUYing，ZHOUJie，LIUFeng(1．SchoolofInformationEngineering，EastChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，China;2．SchoolofInformationEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，Ch
4、ina)Abstract:ManystudiesarecarriedonlocalizationalgorithmbasedonRSSItechnologyinWSNs，butthelow-costandeasy-inplementedlocalizationtechnologyarevulnerabletoenvironmentalfactors，sotherewouldbealargeerrorindistanceestimationduringranging．Accordingtothesyst
5、emstateequationandmeasurementequationofdynamicsystem，systemnoiseandmeasurementnoiseareaddedtotheRSSIlocalizationsystemandKalmanfilteringalgorithmisusedtofilterRSSIandtoestimatethetrajectoryofmobilenode．Simulationresultsshowthatthelocalizationprecisionof
6、trajectoryofthemobilenodeisincreasedbytheimprovedKalmanfitleringalgorithm．Keywords:WSNslocalization;trackestimation;Kalmanfilteringalgorithm;RSSI［4］0引言適合于移動節(jié)點軌跡定位和預測。移動節(jié)點定位技術(shù)研究的關(guān)鍵是建立良好的定位模型為了提高移動節(jié)點定位精度，解決因系統(tǒng)和測量帶來［5］和選用合適的定位算法。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是向感興趣區(qū)的誤差，本文提出將卡爾曼濾
7、波算法引入移動節(jié)點軌跡域隨機拋撒的無數(shù)微小的傳感器節(jié)點通過無線的方式自組定位系統(tǒng)中，并對卡爾曼濾波算法進行了適當?shù)男薷?，引入?］。節(jié)點了系統(tǒng)噪聲和測量噪聲，利用系統(tǒng)觀測數(shù)據(jù)向量對系統(tǒng)狀網(wǎng)的“低成本、低功耗、低速率”的一種信息系統(tǒng)［6］態(tài)向量做最小二乘估計，提高了定位精度。定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心技術(shù)之一。1卡爾曼濾波算法基本方程基于接收信號強度指示(RSSI)的定位技術(shù)是發(fā)射點卡爾曼濾波的基本方程有2個，即系統(tǒng)狀態(tài)方程與動的信號強度已知，根據(jù)接收點接收到的信號強度，利用信號［7］態(tài)系統(tǒng)測量
8、方程。傳輸模型或經(jīng)驗模型，將RSSI轉(zhuǎn)換成距離的一種定位技［2］1．1卡爾曼濾波算法的系統(tǒng)狀態(tài)方程術(shù)。由于信號傳輸過程中受到外界因素影響很大，相同系統(tǒng)狀態(tài)方程為環(huán)境、相同距離、不同時間所接收到的信號幾乎都是變化的，計算出的距離誤差較大［3］，通常情況下，很多的算法都X(n+1)=AM×M·X(n)+BM×M·V1(n)，(1)是利用接收到的RSSI的均值或者重復計算距離，但這種算式中X(n)為M×1階系統(tǒng)狀態(tài)向量，反映的是系法無法解決因系統(tǒng)環(huán)境和測量而造
