● 摘要
随着嵌入式系统、无线通信技术、微机电系统、传感器技术等多个交叉领域的快速发展，无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)及其衍生的目标跟踪技术应运而生。在可以预见的未来，基于移动传感网的目标跟踪技术具有很高的研究前景和应用价值。如何实现WSN的覆盖控制使资源合理配置、如何提高跟踪效率和精度、如何使跟踪效果和进度实时动态显示是基于移动传感网的目标跟踪技术中的几个主要问题。
本文对当前国内外关于WSN网络覆盖控制、目标跟踪的相关研究展开了论述，重点对传感器网络覆盖控制算法、目标跟踪理论进行了调研分析。主要工作如下：
1. 基于计算几何中Voronoi图和CVT (Centroidal Voronoi Tessellation)理论，结合Lloyd算法，提出了一种WSN动态覆盖算法，分别实现了多种WSN目标静态边界区域和动态边界区域的有效覆盖，对该覆盖控制算法的有效性进行了验证。仿真结果表明，该算法能够提高WSN节点的覆盖效率，协同高效地调动传感器节点，降低系统运行能耗，间接地使WSN的生命周期得以延长。
2. 结合基于CVT的动态边界区域覆盖算法，进行了在直线、正弦曲线目标轨迹模型下，不同区域覆盖方式、不同传感器节点个数下的目标跟踪仿真实验，分析了对应跟踪均方根误差，目标跟踪过程中传感器节点个数与平均跟丢次数的关系。仿真结果表明，该算法能有效提高目标跟踪的精度、显著减少跟踪过程中的目标跟丢次数。
3. 对经典的卡尔曼滤波算法、α-β滤波算法、自适应α-β滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法、无迹卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法、扩展卡尔曼粒子滤波算法、无迹卡尔曼粒子滤波算法进行了仿真分析，同时针对WSN跟踪系统的功能要求，着重对上位机平台总体结构和处理机制进行了分析，结合Matlab GUI和Matlab强大的数据处理能力，设计了基于移动传感网的目标跟踪上位机平台，并将滤波算法嵌入其中，最后通过目标跟踪系统上位机平台实时动态跟踪显示实验加以验证。