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《哈尔滨工业大学》 2011年
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基于地理信息的物联网目标跟踪方法与系统研究

闫庆军  
【摘要】:物联网是近年来逐渐兴起的一个概念,它通过各种传感设备和网络将现实世界中的人和物联系起来。由于设备的普遍存在性和其具有的感知目标能力,使得它非常适合对目标进行跟踪。现阶段基于雷达和传感器网络,人们提出了很多行之有效的目标定位跟踪算法,但是该场景要求目标时时刻刻在感知设备的监控下,该条件使得在感知设备稀疏或损坏的条件下,定位跟踪的精度大打折扣。 在目标定位跟踪的过程中,有一个因素特别有用——地理信息。在一定程度上,它可以弥补由于设备精度或设备缺失带来的误差。因此,本文重点在于讨论基于地理信息的物联网目标跟踪方法,特别的,这里的地理信息对目标的运行有一定的限制作用,比如道路网络。矿井巷道等。 首先本文研究了路网建模,提出了一个空间存储效率高。能表达实际路网限制和属性。支持定位和跟踪算法对路段频繁高效查找的路网建模方法。然后在建模的基础上,提出了定位点路段匹配和误差修正算法,利用该算法,能修正定位结果,通过综合考虑目标运动的模型。速度。航向等数据,将定位点投影到正确的路段上并显示,减小定位跟踪过程中的误差。 其次针对物联网设备的特点,提出了基于相交区域的目标定位算法,该定位算法考虑了设备FR300定位的实际情况。结合了三边测量定位算法和加权质心定位算法的优点,通过数学中的相交弧的计算,将目标锁定在更小的区域,仿真实验验证,它比以往的质心定位算法精度有了较大的提高。再次由于目标的运动轨迹呈现出重复性,在目标定位跟踪的过程中考虑了历史数据对定位结果的影响,针对路网这一特殊的运动约束,提出了一种新颖的频繁运动模式挖掘算法,并且该算法支持增量数据库。然后将频繁运动模式用于目标当前状态的预测,较好的解决了目标跟踪过程中出现的不确定性问题。 结合前面的路网建模方法。路段匹配算法。目标定位算法和频繁运动模式挖掘算法,提出了基于路网和频繁运动模式的物联网目标跟踪方法。该方法结合了路网的拓扑结构。目标运动速度的预测,不论目标出现在任何位置,跟踪算法都能较好的预测出目标的位置和当前的运动状态。 最后实现了基于地理信息的物联网目标跟踪系统。描述了系统的架构和实现的功能。通过该系统,我们能配置地理信息。管理部署的物联网设备。实时查看跟踪的轨迹。在系统中,我们实现了道路匹配算法。频繁运动模式挖掘算法和定位与跟踪算法,系统的高效实际运行证明了我们方法的可行性和工作的有效性。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN929.5;TP391.44

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【参考文献】
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