در سال های اخیر، شبکه های سنسور وایرلس، اپلیکیشن های بسرعت در حال توسعه را در حوزه هایی مانند جمع آوری داده خودکار، تجسس ، و نظارت محیطی یافت کرده اند. یک استفاده مهم شبکه های سنسور، مسیریابی هدف سیار ( منبع نقطه ای) توسط شبکه می باشد[1]. مسیریابی هدف سیار، شامل تعدادی از اپلیکیشن های عملی، از جمله هدایت رباتیک، تحقیق-نجات، نظارت بر حیات وحش، و تجسس خودکار میباشد. به طور معمول، مسیریابی هدف شامل دو گام می باشد. اول، آن به تخمین زدن یا پیش بینی کردن مکان های هدف از اندازه گیری های داده سنسور نویز دهنده نیاز دارد. دوم، آن به کنترل مسیریاب سنسور سیار برای تعقیب یا تسخیر کردن هدف در حال حرکت نیاز دارد. در این مقاله، ما مسئله مکان نمایی هدف سیار را در یک شبکه سنسور که شامل سنسورهای ایستا و یک سنسور سیار می باشد مطالعه می کنیم. هدف تخمین مکان هدف و کنترل سنسور سیار برای مسیریابی هدف درحال حرکت است.
گذر مختصری بر نوشته ها
چالش مسیریابی هدف و هدایت سنسور سیار هنگامی که یک هدف سیار یک مسیر پیش بینی شده را دنبال نمیکند، رخ میدهد. راه حل های موفق نیاز به یک الگوریتم تخمین جایگاه بلادرنگ و یک روش کنترل هدایت موثر دارند. مسیریابی هدف می تواند به عنوان یک مشکل تخمین مکان ترتیبی دیده شود.
به طور معمول، هدف، یک صادر کننده سیگنال می باشد که ارسال های آن توسط تعدادی از سنسورهای تعمیم یافته برای تخمین مکان دریافت می شوند. تعدادی از مدل های اندازه گیری مختلف تقریب- محور مکان هدف[1] همانند قدرت سیگنال دریافتی (RSS)، زمان رسیدن (AOA)، و ترکیبات آنها [2]، [3] وجود دارند. برای مسیریابی هدف، فیلتر کالمن در [4] مطرح شد، که در آن یک الگوریتم مسیریابی مکان پیشگویانه بکمک هندسه می تواند حتی بدون منبع های سیگنال کارآمد موثر باشد. لی و همکاران [5]، استفاده از فیلتر کالمن بسط یافته را در مدل اندازه گیری TOA برای مسیریابی هدف بررسی کردند. فیلترسازی ذره نیز با مدل اندازه گیری RSS تحت نویز همبسته برای رسیدن به دقت بالا بکار رفته است[6].
علاوه بر استفاده از سنسورهای ایستا، چندین کار دیگر روی کنترل و مدیریت تحرک سنسورها برای مسیریابی هدف بهتر و تخمین مکان تمرکز کردند. زو و چاکرابارتی [7] یک طرح مدیریتی تحرک برای مسیریابی هدف را مطالعه کردند، که در آن تصمیمات جنبش گره سنسور با توجه به معاوضه میان بهبود کیفیت مسیریابی هدف، مصرف انرژی، از دست دادن اتصال، و پوشش ساخته شده بودند. راو و کسیدیس [8] بار دیگر هزینه ارتباطات گره و جنبش را به عنوان بخشی از معاوضه عملکرد درنظر گرفتند.
برای قادر ساختن مسیریابی هدف توسط سنسور سیار با یک دانش قبلی به حرکت هدف، کارهای [9]، [10] یک استراتژی هدایت مرتبط و چندین متغیر را معرفی کردند. در [11] یک الگوریتم درحال تغییر با زمان دورهای غیر خطی پیوسته برای تخمین مکان های هدف بطور تطبیقی، و برای هدایت سنسور سیار در یک مسیر که هدف را احاطه می کند مطرح شده بود.
بلخوچت و همکاران [12] ، معادلات سینماتیک هدف و ربات را در مختصات قطبی مدلسازی کردند و یک استراتژی هدایتی را مطرح کردند که برای قرار دادن ربات بین یک نقطه مرجع و هدف برای با موفقیت دنبال کردن هدف می کوشد. با استفاده از مجموعه مشابه از معادلات سینماتیک غیرخطی، وارگاس و همکاران [13] یک تابع هدایت مکعبی را مطرح کردند، که هم ساده و هم موثر می باشد. در کار ما، ما این تابع هدایت نمونه را اتخاذ می کنیم.