[发明专利]传感器网络中动态切换目标跟踪方法的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于传感器网络中的目标跟踪领域，尤其涉及进行目标跟踪方法的切换。

背景技术

在传感器网络中，经常需要通过传感器检测和跟踪运动的目标。现有的对运动目标的跟踪方法包括单目标跟踪方法和多目标跟踪方法。这两种方法对目标进行跟踪时的效果是不一样的，如果用单目标跟踪方法去跟踪多目标，目标跟踪的效果会很差；同样，如果用多目标跟踪方法去跟踪单目标，目标跟踪的效果也会很差。目前的跟踪算法，大多已事先假定为单目标跟踪或多目标跟踪，目标数目已事先固定，因此可以事先选定采用单目标跟踪算法或者多目标跟踪算法。

但在传感网目标跟踪场景中，目标数量常发生动态变化，要想对目标进行准确的跟踪，就要准确地使用相应的跟踪方法，那么如何找到目标跟踪方法切换的时机就很重要了。目前在传感器网络中还没有技术能够依据目标数目变化进行目标跟踪方法的动态切换。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种在传感器网络中对目标跟踪方法进行动态切换的方法，可以准确、快速地找到单目标和多目标出现的时机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种用于传感器网络的对目标跟踪方法进行动态切换的方法，所述方法包括：

步骤1)由信息融合节点基于来自目标跟踪节点的目标状态信息来对运动目标的下一个位置的预测值和实际测量值之间的误差进行估计，以得到动态切换参考值dsr；

步骤2)当所得到的动态切换参考值dsr大于预定的阈值ω时，给协同节点发送消息，以指示协同节点确定当前的目标个数；

步骤3)由协同节点在收到来自信息融合节点的消息后，根据当前场景的图像来判断当前的目标个数，并将其作为判断结果发送给信息融合节点；

步骤4)由信息融合节点根据动态切换参考值和来自协同节点的判断结果，判断当前是否需要切换目标跟踪方法。

上述方法中，所述协同节点可以为图像传感器。

上述方法中，在步骤1)所述动态切换参考值dsr可以为：其中ζ_i为向量d(k)的第i个分量，d(k)＝(ζ₁，ζ₂，...，ζ_n)^T是k时刻对运动目标的下一个位置的预测值和测量值之间的误差的估计。

上述方法中，在步骤2)还可以包括如果dsr大于预定的阈值ω，计算基于目标跟踪节点的信息对目标跟踪方法动态切换时机判断的可信值φ₁的步骤，其中φ₁的计算公式为

其中0＜φ₁＜1。

上述方法中，在步骤3)还可以包括计算协同节点对目标跟踪方法动态切换时机判断的可信值φ₂，并将其发送到信息融合节点的步骤，其中φ₂计算公式为

其中0＜φ₂＜1，u＝1，2，...p，p表示当前时刻检测到的目标个数，q表示原来目标个数，S_u表示第u个目标的像素区域的面积，σ是预定的阈值。

上述方法中，在步骤4)由信息融合节点可以以如下公式计算可信值δ：

δ＝φ₁+φ₂

当δ的值大于阈值ψ时，指示目标跟踪节点切换到相应的目标跟踪算法进行目标跟踪。

上述方法中，阈值ψ可以根据不同的场景取值范围在1.2～1.8之间。

上述方法中，在步骤4)还可以包括：当动态切换参考值dsr大于预定的阈值ω时，如果来自协同节点的当前的目标个数为单个目标，则指示目标跟踪节点切换到单目标跟踪算法；如果来自协同节点的当前的目标个数为多个目标，则指示目标跟踪节点切换到多目标跟踪算法。

又一方面，本发明提供了一种用于传感器网络的对目标跟踪方法进行动态切换的系统，所述系统包括：

目标跟踪节点，用于跟踪运动目标，以及向信息融合节点发送目标状态信息；

信息融合节点，用于基于来自目标跟踪节点的目标状态信息来对运动目标的下一个位置的预测值和实际测量值之间误差的进行估计，以得到动态切换参考值dsr；并在当所得到的动态切换参考值dsr大于预定的阈值ω时，给协同节点发送消息，以指示协同节点确定当前的目标个数；以及用于根据动态切换参考值和来自协同节点的判断结果，判断当前是否需要切换目标跟踪方法；