作为一种特殊的无线传感器网络,移动无线传感器网络在经济、军事和社会效益方面均有很重要的应用。目标跟踪是移动无线传感器网络的一个重要技术,避障问题则已经成为目标跟踪这个领域的研究热点。然而,目前的避障策略存在跟踪效率较低的缺陷,且大都针对静止障碍物,而实际应用中遇到的障碍物大部分为移动的,因此不能满足这些实际的应用需求。
本文首先对蜂拥控制模型进行了深入探究,进而提出了一种面向移动障碍物的MWSN(移动无线传感器网络)节点协同避障方法。该方法在蜂拥控制模型的基础上加入了Steer to Avoid避障法则,并做出了如下改进:(1)当障碍物的运动趋势和节点的Steer to Avoid转向判断相同而且两者的速度较为接近时,节点将向着障碍物运动的相反方向运动。(2)在转向时将移动障碍物的速度和方向作为模型的一个输入,从而做出更加优化的转向判断,并作出了对障碍物的移动预判,使节点提前预知障碍物下一刻的运动速度及位置。该方法能够高效率地避开处于移动状态中的障碍物,这样在一些相关应用中可以更准确的跟踪目标,提高跟踪效率。
最后,以移动无线传感器网络集群协同避障方法为基础,本文对提出的方法进行了仿真实验,同时对传统的Tanner蜂拥控制模型以及基于静止障碍的协同避障法作了实验及分析。实验结果表明:与上述两种模型相比,本文改进的方法在跟踪避障的过程中,其避障的平均速率和时间效率均有显著提高,适用于目标跟踪过程中基于移动障碍物的避障问题,该模型理论上能够避开各种凸型移动障碍。
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