● 摘要
随着通信技术、计算机技术、网络技术和传感器技术的发展，无线传感器网络已广泛应用于智能交通、军事侦察、医疗护理、目标跟踪、环境监测和保护等领域。采用红外传感器网络进行目标跟踪具有低成本、低功耗、小体积等优势，受到了广泛的关注，但由于获得数据中信息有限，也给其带来了极大的挑战。本论文针对红外传感器网络的目标跟踪技术进行研究，主要研究内容包括：
结合低成本、低功耗、小尺寸需求，设计并开发了红外传感器网络的目标跟踪系统，采用了基于ZigBee协议的无线传感器网络，具有易于部署及安装、健壮性强、结构灵活等优势。对红外传感器人体目标监测特点进行了分析，提出了一种新型的传感器布局方式，有效地提高了探测精度。为了将红外传感器的信号转化成事件信号以降低无线传感器网络的数据传输量和传输功耗，在传感器节点中设计了基于信号变化的时域分析方法，并有效地滤除了噪声和虚警。
从传感器网络中获得的数据为二进制编码信息，为了从其中提取目标的位置信息，本论文提出了一种更具有灵活性的基于区域角平分线和数据融合的目标定位方法，并且在多种传感器节点布局环境下进行了定位误差分析。
为提高目标跟踪精度及实现多目标跟踪，对卡尔曼滤波和粒子滤波算法进行了研究和改进，并研究了“最近邻”法、联合概率数据关联等多目标跟踪的数据关联算法。在给定区域的仿真实验中，对比了不同传感器节点布局方式下的跟踪效果，单目标跟踪平均误差大约在0.4~0.7m之间，多目标平均跟踪误差大约0.6~0.8m之间。在单人跟踪的实验测试中，也获得了较好的结果。
仿真及实验测试结果表明，单人及多人跟踪精度均初步达到了预期指标，本论文设计的软硬件平台有较好的应用前景。