基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)的目標(biāo)跟蹤技術(shù)一直以來都是研究熱點(diǎn)之一。但傳感器網(wǎng)絡(luò)資源受限,制約了目標(biāo)跟蹤的精度和實(shí)時性等指標(biāo)。本文從資源消耗、跟蹤精度和延遲響應(yīng)的角度出發(fā),對目標(biāo)跟蹤的節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度和跟蹤算法進(jìn)行了研究。論文分析了WSN目標(biāo)跟蹤的背景與意義以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,探究了目標(biāo)跟蹤與節(jié)點(diǎn)調(diào)度的相關(guān)理論基礎(chǔ),介紹了強(qiáng)化學(xué)習(xí)相關(guān)知識,最終選用一種強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法——深度確定策略梯度算法(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG),用于傳感器節(jié)點(diǎn)的協(xié)同調(diào)度。對節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度的模型建立進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,為后續(xù)DDPG學(xué)習(xí)訓(xùn)練做理論基礎(chǔ)。本文的貢獻(xiàn)如下:本文提出了一種基于DDPG學(xué)習(xí)和集中式節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度的目標(biāo)跟蹤算法,該算法是一種針對單目標(biāo)的協(xié)同跟蹤算法,主要是針對目標(biāo)跟蹤整體性能的優(yōu)化,減少能耗和優(yōu)化跟蹤精度,本研究建立了任務(wù)模型和能量消耗模型,為DDPG訓(xùn)練中與智能體的交互的構(gòu)建了環(huán)境模型,最后設(shè)計(jì)了環(huán)境的狀態(tài)空間、智能體的動作空間和獎勵函數(shù),并利用DDPG方法迭代訓(xùn)練,將調(diào)度中心訓(xùn)練成一個智能體,得到可行...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖5-1TensorFlow系統(tǒng)架構(gòu)

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖5-1TensorFlow系統(tǒng)架構(gòu)5.3性能指標(biāo)1.跟蹤精度:跟蹤精度主要反映目標(biāo)的跟蹤效果。在本文中，采用均方根誤差（RMSE）來反映目標(biāo)的跟蹤精度[47]。目標(biāo)位置的均方根誤差（RMSE）如下：RMSE=1MCMCm=1(xk,mxk,m)2+(yk....

圖5-2目標(biāo)跟蹤仿真WSN示意圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文表5-2仿真實(shí)驗(yàn)參數(shù)參數(shù)值區(qū)域面積400m*400m目標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)量1目標(biāo)節(jié)點(diǎn)速度10m/s傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量100傳感器節(jié)點(diǎn)速度20m/s目標(biāo)節(jié)點(diǎn)最大容忍延遲3s傳感器節(jié)點(diǎn)初始能量400J節(jié)點(diǎn)靜止時能量消耗0.1J/unittime節(jié)點(diǎn)移動時的能量消耗0.8J/....

圖5-3目標(biāo)跟蹤的位置估計(jì)誤差

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖5-3目標(biāo)跟蹤的位置估計(jì)誤差圖5-4不同策略下目標(biāo)丟失率圖5-5不同策略下的跟蹤精度誤差圖5-6不同跟蹤精度要求下的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練消耗5.5分布式節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度仿真設(shè)計(jì)與結(jié)果分析5.5.1仿真設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)的環(huán)境如下表5-3所示，運(yùn)動在長×寬為100m×100m的....

圖5-4不同策略下目標(biāo)丟失率

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖5-3目標(biāo)跟蹤的位置估計(jì)誤差圖5-4不同策略下目標(biāo)丟失率圖5-5不同策略下的跟蹤精度誤差圖5-6不同跟蹤精度要求下的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練消耗5.5分布式節(jié)點(diǎn)協(xié)同調(diào)度仿真設(shè)計(jì)與結(jié)果分析5.5.1仿真設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)的環(huán)境如下表5-3所示，運(yùn)動在長×寬為100m×100m的....

本文編號：3945687