智能环境下跟踪系统设计(答辩资料).ppt

* 学 院：电气学院 专 业 班 级：自动化1001 学 号：100302118 学 生 姓 名：张茂虎 指 导 教 师：吴伟 （副教授） 智能环境下跟踪系统设计 The projiect of the tracking system under the intellect environment 智能环境是什么呢?计算机的出现，人们就努力的让计算机完善到服务于自己，从小型的发展到大型的机器，及未来的广泛覆盖的计算环境；计算机最初是多人使用一台延伸到个人独立使用一台，演化到机器的联合共同服务于人们。具有通信功能和计算的信息设备已融入到人们的工作、生活中，人们希望能随心所欲地享用计算和信息服务，智能环境的概念就这么神奇般地产生了。 跟踪系统是跟踪监测并测量处于位移物体轨迹参数的系统。它的测量对象是处于速度运动的物体。跟踪系统能够输出运动目标的位置、姿势、组织构造和指标，这些因素都是导致高测量结果产生的决定性因素。传感器的分类不同决定跟踪系统：无线电跟踪系统；光学跟踪系统。现今信息来源广泛且良好融合，模拟人脑对视觉和听觉信息融合归纳作为基础，研究人员利用音频视频信息的时空相关性和互补性进行另类信息融合跟踪，较好的克服了单模态情况下的不足. 简介 Early stage 当今社会,无线通讯技术迎来了高效飞速发展、传感器种类和性能越来越高、网络覆盖、社 会迎来了网络主时代，绿色社会号召,都推动了低功耗低成本的无线传感器快速发展，也引发了国内外各界的广泛关注。 智能化控制要解决控制问题，不再受限于传统的自动控制,它们是针对复杂的目标、空间的高级控制，其中涵盖了策划、管理、组织、协调、决策、指挥、通信等，怎么才能高质量的模仿人的动作，让智能化控制和运动性控制两者结合,根据机器人视觉检测与跟踪的世界模型去建立控制模型解决其中的任务分配，寻找一种既具有检测辨识性能高，而且可以对移动的物体做控制和辨别，并能进行实际应用都是很值得深入研究的。 目的意义 Early stage 运动目标的位置坐标 在这个智能环境的设计中，我所选的是2个长4米，宽3米的实验室，走廊的宽度是2米，门的宽度是1米。在这样的一个环境中，所需传感器的个数就是关键，用的多了会造成数据，节点的重叠，少了又不能进行无死角的跟踪。对于传感器的选择，每个传感器的节点定为一个，多个传感器之间收集数据然后传送给控制芯片。确定运动目标的位置是难点，在这里选用的是三边定位方法。其原理如图所示，已知节点a、b、c为已知节点，其坐标分别为 未知节点为o，其坐标为 而且a、b、c分别到o的距离为 。故分别以a、b、c为圆心， 为半径画圆，三个圆所得的交点为o,故可求出X的坐标 。 a o b c 无线传感器在网络中的定位，利用三维法。 即利用多个节点的坐标 和该节点到 ，联立求解，得到未知节 上式中，将各行减去最后一行， 进行线性交换，得到： A×T=B 其中： 未知点的距离 点的坐标 利用最小二乘法，可以得到未知节点的X的位置 智能环境的构成包括：1 只能空间 2 智能节点 3 网络。节点的分布地方才有智能，所以要有存储和记录。这样才能保证它的自主操作，并且和其他智能节点进行协议的联系。 本人做的这次设计中，智能环境是在一个特定的环境下被设计的。 这个特殊的环境就是2个实验室和1个走廊，这些地方布置了多个传感器用于接收运动物体发出的信息，所以首先要考虑的是这个智能环境的面积并且需要传感器的类型及个数。物体需要定位，无线传感器是最佳选择，无线传感器置于封闭的壳内，使用时通过内部供电，组成节点，独立组织来构成网络。接收到的信息通过无线传感器传送到检测中心并进行对策设计。也可根据使用者的需要记录时间及过程，倒过来输送也可以。数据调理将模块转化并转化为数字传输到处理器进行处理，计算出传感器的有效值，位移值等。当然由于我的目的是跟踪，所以必须确定运动物体的位置，测量出它的位移量。 智能环境的设计 上述已经分析了运动目标的具体算法，接下来就是确定传感器节点的个数。因为假定的是一个传感器有一个节点，所以所需节点数就是所需要的传感器个数。假设每个传感器节点所能接收到信号的覆盖半径为2米,而传感器节点覆盖的区域可以认为是个三角形，其覆盖的角度为60度，那么一个传感器节点覆盖的面积S=2