CN101765095B - 一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法。传感器网络划分为不交叠的静态簇集合，依据节点间相对位置判断各静态簇的边界节点及边界区域；当目标进入网络并不被任何边界节点检测到时，静态簇负责移动目标跟踪；当目标移向边界区域并被边界节点检测到时，实时触发一个新的动态簇来管理目标的准确定位与动态跟踪，随着目标移动，新的实时动态簇将被不断触发并配合静态簇实现移动目标动态实时监控。与传统移动目标跟踪方法不同，本发明提出基于边界节点检测方式，将按需触发的强实时动态簇融入静态簇网络中构成混合簇结构，有效解决了静态簇网络中目标跟踪边界问题，具有目标丢失率低，能量消耗低，可扩展性强的优点。

Description

一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法

技术领域

本发明涉及一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法，属于无线传感器网络领域。

背景技术

无线传感器网络由部署在监测区域内大量的传感器节点组成，节点间通过无线通信方式形成一个多跳自组织网络，能够协作的感知、采集和处理网络覆盖区域内的感知对象信息，并发送给感兴趣用户群组。移动目标跟踪是无线传感器网络的典型应用之一，具有广泛的军事应用和民事应用前景，如战场环境监测、物流安全管理、病人健康监控及灾难紧急救援等。基于无线传感器网络的移动目标跟踪问题面临多个挑战：如何利用能力有限的传感器节点满足高精度定位需求；如何合理调度传感器网络节点以降低目标丢失率和延长网络寿命。因此，需要设计一种能量有效的移动目标跟踪方法以满足用户和***需求。

目前已存在的典型基于无线传感器网络的移动目标跟踪方法包括DCTC，Dynamic Clustering，ADCT和DPT四种。DCTC方法(Dynamic convoytree-based collaboration)(参见W.S.Zhang and G.H.Cao.DCTC：DynamicConvoy Tree-Based Collaboration for Target Tracking in Sensor Networks.IEEETransactions on Wireless Communications，3(5)，1689-1701，2004.)采用基于树的结构收集节点检测信息，目标附近节点组成一棵护卫树，根节点负责收集树中节点检测信息以估计和预测目标位置，随着目标的移动，护卫树基于预测信息不断的裁剪旧节点和添加新节点以节省网络能耗。Dynamic Clustering方法(参见W.P.簇领导en and J.C.Hou and L.Sha.Dynamic Clustering for AcousticTarget Tracking in Wireless Sensor Networks.IEEE Transactions on MobileComputing，3(3)，258-271，2004.)依赖于功能强大的节点(簇领导)，当簇领导检测到的信息强度值超过临界值时，簇领导转为活跃状态，并唤醒目标附近的节点组成一个动态簇以实现节点间信息协同；ADCT方法(Adaptive DynamicCluster-based Tracking)(参见W.C.Yang and Z.Fu and J.H.Kim and M.S.Park.An Adaptive Dynamic Cluster-Based Protocol for Target Tracking in WirelessSensor Networks.LNCS，156-167，2007.)没有借助于功能强大的异质节点，任何节点都有可能成为簇领导；该方法包括两个执行阶段：簇领导选举阶段和簇形成阶段，距离目标最近的节点通常被选为簇领导，簇领导唤醒周围一跳邻居节点组成一个动态簇，节点汇报信息给相应簇领导，簇领导估计和预测目标位置；随着目标移动，动态簇不断的形成和消失。与上面三种经典方法不同，DPT方法(Distributed Predictive Tracking)(参见H.Yang and B.Sikdar.A Protocol forTracking Mobile Targets using Sensor Networks.Proc.of IEEE IWSNPA，71-81，2003.)则提出了基于静态簇的目标跟踪模式以提高移动目标跟踪方法的可扩展性和能量高效性，簇领导收集成员节点检测信息，估计和预测目标位置，并提前通知预测位置所在簇的领导节点，新的簇领导在目标到达之前唤醒三个合适的节点来检测目标。

基于树结构的DCTC方法能够最大程度的收集节点检测信息，实现节点间有效协作，同时随着目标移动动态的修剪动态树有效地节省节点工作能耗；然而，动态护卫树生成和维护复杂，需要大量消耗节点能量。Dynamic Clustering和ADCT都属于纯动态簇方法。Dynamic Clustering依赖于功能强大节点组成的主干网，选择合适节点组成动态簇，并将信息及时通过主干网发送给基站，能耗低，实时性强，然而此方法借助于功能强大的异质节点实现，一旦异质节点失效，即发生目标丢失现象；与此相反，ADCT方法的鲁棒性高，但动态簇的生成和维护同时也会消耗大量能量。相对地，基于静态簇结构的DPT方法可扩展性高，无需生成和维护动态树，能耗低，然而静态簇中固定的成员结构不利于簇与簇之间节点的实时协作，定位精度低，且在簇边界处容易发生目标丢失现象。由此可见，现有的移动目标跟踪方法只能在某一方面满足用户和***的需求，没有综合考虑能量高效、节点协作和实时传输三者之间的动态平衡关系；此外，上述经典方法均依赖于预测算法提前唤醒相应节点来检测目标，因此，预测算法的性能将极大影响定位和跟踪效果，甚至导致目标丢失现象的发生。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法。

基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法包含如下步骤：

1)传感器网络部署完成后，各节点通过广播自身的ID和地理位置信息，将网络划分为不交叠的静态簇集合，每个静态簇包含一个簇领导和多个成员节点，簇领导与成员节点间通过一跳或多跳可达；

2)各静态簇内节点属性划分为两类，边界节点与非边界节点，各节点根据静态簇空间划分及邻居节点空间位置信息判断是否为边界节点并辨识边界区域；

3)无监测任务要求情况下，节点处于休眠状态以节省能耗，当节点收到簇领导的WAKEUP数据信号包后，节点迅速转换为工作状态履行目标检测职责，当节点汇报检测信息时，采用基于检测信息强度的方法为每个节点设置定时器延迟发送时间以避免数据发送冲突；

4)目标移向边界节点并被边界节点检测到时，动态簇随即被触发，动态簇触发形成过程包括两个执行阶段：动态簇的簇领导选取和动态簇形成，动态簇形成后，随即识别动态簇内边界节点；

5)根据网络监控执行模式不同，提出三种簇间跟踪任务实时移交方案：静态簇移交动态簇，动态簇移交静态簇和动态簇移交动态簇。

所述的各节点根据静态簇空间划分及邻居节点空间位置信息判断是否为边界节点步骤为：一个节点是边界节点当且仅当至少存在一个属于任意其他簇的邻居节点在其感知检测距离内，具有如下逻辑表达式：

式中：B_i.state表示节点的边界状态，B_i.state＝1代表节点为边界节点，B_i.state＝0代表节点不是边界节点；l_i，l_j分别代表节点i，j的地理位置信息；r_s代表所有节点统一的检测距离；N(v_i)代表节点i的邻居节点集；CH(v_i)，CH(v_j)分别代表节点i，j的簇领导。

所述的根据静态簇空间划分及邻居节点空间位置信息辨识边界区域步骤为：边界区域是指至少被两个不同静态簇内节点所覆盖的区域；

所述的采用基于检测信息强度的方法为每个节点设置定时器延迟发送时间以避免数据发送冲突步骤为：定时器设置规则如下：

${\mathrm{BT}}_i=W_{\mathrm{size}}\mathrm{\β}\sqrt{\frac{r_{\mathrm{th}}}{r_i}}+{\mathrm{\σ}}_i$

其中：BT_i代表传感器节点i要设置的定时器值；W_size代表后退窗口大小；r_i代表传感器节点i的检测信号强度值；r_th代表传感器节点判断目标出现与否的检测信号强度临界值；σ_i代表随机时间间隔值；当定时器终止时，节点发送实时检测信息至簇领导，节点距离目标越近，其检测信号强度值越大，其等待发送时间越短。

所述的动态簇的簇领导选取步骤为：选取当前时刻检测到目标的边界节点中具有最大信号强度的节点作为动态簇的簇领导，表示如下：

$L_{\mathrm{dc}}(t+1)=v_i=\arg {\max }_{v_i\∈B_j\left(t\right)}\left|\right|r_i\left|\right|$

其中：L_dc(t+1)：(t+1)时刻要触发的动态簇的簇领导；v_i代表节点i；B_j(t)：当前t时刻检测到目标的边界节点集。

所述的动态簇形成步骤为：动态簇簇领导唤醒一跳范围内的邻居节点组成新的动态簇。

所述的识别动态簇内边界节点步骤为：一个动态簇成员节点是动态簇边界节点当且仅当至少存在一个不属于动态簇的邻居节点在其检测距离之内，表示如下：

其中：B_i.vstate表示节点的边界状态，B_i.vstate＝1代表是节点为动态簇边界节点，B_i.vstate＝0代表节点不是动态簇边界节点；l_i，l_j分别代表节点i，j的地理位置信息；N(v_i)代表节点i的邻居节点集；DC分别代表动态簇。

所述的静态簇移交动态簇步骤为：静态簇不会立刻移交跟踪任务给动态簇，而是动态簇等待目标确认进入边界区域后，向静态簇请求移交跟踪任务。

所述的动态簇移交静态簇步骤为：动态簇确认目标不被任何静态簇边界节点检测到时，主动移交跟踪任务到静态簇。

所述的动态簇移交动态簇步骤为：当新的动态簇被触发形成后，当前动态簇立刻主动移交跟踪任务到新动态簇。

随着目标的移动，动态簇不断被触发以配合静态簇跟踪移动目标。

本发明和现有技术相比，具有的有益效果是：

1)将按需触发的动态簇思想融入静态簇网络结构中，特别适用于大规模无线传感器网络中移动目标的有效跟踪；

2)基于静态簇的网络架构极大提高网络的可扩展性、可管理性和数据传输的实时性；

3)提出动态簇的概念，解决了在边界处簇间节点无法协作的边界问题；

4)提出簇内边界节点和边界区域的概念以判断目标是否靠近簇间边界，无需借助于预测算法与网络全局知识，避免预测误差对跟踪效果的不利影响，提高了目标跟踪效果的稳定性。

5)与以往技术相比，本发明的移动目标跟踪方法有效地平衡了能量消耗和跟踪精度，具体的说，在相同的约束下，本方法具有折中的能量消耗(如图3所示)；本方法具有最大的目标检测覆盖率(如图4所示)；本方法具有最小的目标丢失率(如图5所示)；其中DCTC为动态护卫树目标跟踪方法，ADCT为自适应动态簇目标跟踪方法，DPT为分布式预测目标跟踪方法，HCTT为本发明提出的基于混合簇的无线传感器网络目标跟踪方法。

附图说明

图1为本发明动态簇触发、静态簇移交跟踪任务至动态簇及动态簇移交跟踪任务至静态簇示意图；

图2为本发明动态簇触发及动态簇移交跟踪任务至动态簇示意图；

图3为不同目标跟踪方法在不同预测误差下的能耗比较；

图4为不同目标跟踪方法在不同预测误差下的监测覆盖率比较；

图5为不同目标跟踪方法在不同预测误差下的目标丢失率比较；

图6为一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法示意图。

具体实施方式

基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法包含如下步骤：

1)传感器网络部署完成后，各节点通过广播自身的ID和地理位置信息，将网络划分为不交叠的静态簇集合，每个静态簇包含一个簇领导和多个成员节点，簇领导与成员节点间通过一跳或多跳可达；

2)各静态簇内节点属性划分为两类，边界节点与非边界节点，各节点根据静态簇空间划分及邻居节点空间位置信息判断是否为边界节点并辨识边界区域；

3)无监测任务要求情况下，节点处于休眠状态以节省能耗，当节点收到簇领导的WAKEUP数据信号包后，节点迅速转换为工作状态履行目标检测职责，当节点汇报检测信息时，采用基于检测信息强度的方法为每个节点设置定时器延迟发送时间以避免数据发送冲突；

4)目标移向边界节点并被边界节点检测到时，动态簇随即被触发，动态簇触发形成过程包括两个执行阶段：动态簇的簇领导选取和动态簇形成，动态簇形成后，随即识别动态簇内边界节点；

5)根据网络监控执行模式不同，提出三种簇间跟踪任务实时移交方案：静态簇移交动态簇，动态簇移交静态簇和动态簇移交动态簇。

所述的各节点根据静态簇空间划分及邻居节点空间位置信息判断是否为边界节点步骤为：一个节点是边界节点当且仅当至少存在一个属于任意其他簇的邻居节点在其感知检测距离内，具有如下逻辑表达式：

式中：B_i.state表示节点的边界状态，B_i.state＝1代表节点为边界节点，B_i.state＝0代表节点不是边界节点；l_i，l_j分别代表节点i，j的地理位置信息；r_s代表所有节点统一的检测距离；N(v_i)代表节点i的邻居节点集；CH(v_i)，CH(v_j)分别代表节点i，j的簇领导。

所述的根据静态簇空间划分及邻居节点空间位置信息辨识边界区域步骤为：边界区域是指至少被两个不同静态簇内节点所覆盖的区域；

所述的采用基于检测信息强度的方法为每个节点设置定时器延迟发送时间以避免数据发送冲突步骤为：定时器设置规则如下：

${\mathrm{BT}}_i=W_{\mathrm{size}}\mathrm{\β}\sqrt{\frac{r_{\mathrm{th}}}{r_i}}+{\mathrm{\σ}}_i$

其中：BT_i代表传感器节点i要设置的定时器值；W_size代表后退窗口大小；r_i代表传感器节点i的检测信号强度值；r_th代表传感器节点判断目标出现与否的检测信号强度临界值；σ_i代表随机时间间隔值；当定时器终止时，节点发送实时检测信息至簇领导，节点距离目标越近，其检测信号强度值越大，其等待发送时间越短。

所述的动态簇的簇领导选取步骤为：选取当前时刻检测到目标的边界节点中具有最大信号强度的节点作为动态簇的簇领导，表示如下：

$L_{\mathrm{dc}}(t+1)=v_i=\arg {\max }_{v_i\∈B_j\left(t\right)}\left|\right|r_i\left|\right|$

其中：L_dc(t+1)：(t+1)时刻要触发的动态簇的簇领导；v_i代表节点i；B_j(t)：当前t时刻检测到目标的边界节点集。

所述的动态簇形成步骤为：动态簇簇领导唤醒一跳范围内的邻居节点组成新的动态簇。

所述的识别动态簇内边界节点步骤为：一个动态簇成员节点是动态簇边界节点当且仅当至少存在一个不属于动态簇的邻居节点在其检测距离之内，表示如下：

其中：B_i.vstate表示节点的边界状态，B_i.vstate＝1代表是节点为动态簇边界节点，B_i.vstate＝0代表节点不是动态簇边界节点；l_i，l_j分别代表节点i，j的地理位置信息；N(v_i)代表节点i的邻居节点集；DC分别代表动态簇。

所述的静态簇移交动态簇步骤为：静态簇不会立刻移交跟踪任务给动态簇，而是动态簇等待目标确认进入边界区域后，向静态簇请求移交跟踪任务。

所述的动态簇移交静态簇步骤为：动态簇确认目标不被任何静态簇边界节点检测到时，主动移交跟踪任务到静态簇。

所述的动态簇移交动态簇步骤为：当新的动态簇被触发形成后，当前动态簇立刻主动移交跟踪任务到新动态簇。

实施例：

现结合附图1、2和6说明本发明的具体实施例为：

1)将传感器网络划分为不交叠的静态簇集合步骤为：

当传感器网络部署在监测区域后，通过每个节点广播自身的ID和地理位置信息，将部署在感兴趣区域的传感器网络划分为多个不交叠的静态簇集合，每个静态簇包含一个簇领导和多个成员节点，簇领导与成员节点间通过一跳或多跳可达。

通常情况下，簇领导能量消耗大于成员节点的能量消耗，为平衡节点间能耗，增强***鲁棒性，节点必须轮换担任簇头，因此，网络每过一段周期需要进行重新分簇。

2)根据静态簇空间划分及邻居节点空间位置信息判断是否为边界节点并辨识边界区域步骤为：

静态簇边界节点定义为：一个节点是边界节点当且仅当至少存在一个属于任意其他簇的邻居节点在其检测距离之内，具有如下表达式：

式中：B_i.state表示节点的边界状态，B_i.state＝1代表节点为边界节点，B_i.state＝0代表节点不是边界节点；l_i，l_j分别代表节点i，j的地理位置信息；r_s代表所有节点统一的检测距离；N(v_i)代表节点i的邻居节点集；CH(v_i)，CH(v_j)分别代表节点i，j的簇领导。

网络内每个节点依据边界节点定义，判断自身是否为边界节点，若为边界节点，设置状态B_i.state＝1，否则，设置状态B_i.state＝0。

边界区域是指至少被两个不同静态簇内节点所覆盖的区域

1)节点检测和信息汇报过程的具体步骤为：

A.当目标进入网络后，目标附近的工作节点能够检测到目标并汇报检测信号强度r_i到簇领导，簇领导判断得出目标在自己簇内，并唤醒簇内所有节点以检测目标。

B.同一时刻，可能有多个节点同时检测到目标，并需要将信息汇报给簇领导。为避免数据冲突，每个检测到目标的节点依据检测信号强度自身设置一个定时器，直到定时器终止时，节点发送检测信息给簇领导。

定时器设置规则如下：

${\mathrm{BT}}_i=W_{\mathrm{size}}\mathrm{\β}\sqrt{\frac{r_{\mathrm{th}}}{r_i}}+{\mathrm{\σ}}_i$

其中：BT_i代表传感器节点i要设置的定时器值；W_size代表后退窗口大小；r_i代表传感器节点i检测到的信号强度值；r_th代表传感器节点判断目标出现与否的信号强度临界值；σ_i代表随机时间间隔值，以规避信号检测强度相同的任意两节点数据发送冲突。

基于此定时器规则的设置，检测信号强度越大的节点(通常为信息质量熵值越大)汇报时间越早，不仅避免数据冲突，同时使得获取信息更有价值。

A.簇领导接收到节点检测数据后，采用质心定位、最大似然估计等定位算法估计目标位置(x_est，y_est)。

2)动态簇触发过程及边界节点辨识的步骤为：

A.随着目标移动，检测到目标的节点不断汇报检测信息给簇领导。当簇领导收到边界节点检测信息时，簇领导判断得出目标正在靠近并可能进入边界区域，需触发动态簇过程。簇领导首先选择当前时刻检测到目标的边界节点中具有最大信号强度的节点作为动态簇的簇领导，并发送DCLEADER数据信息包给该节点。

动态簇簇领导选取规则表示如下：

$L_{\mathrm{dc}}(t+1)=v_i=\arg {\max }_{v_i\∈B_j\left(t\right)}\left|\right|r_i\left|\right|$

其中：L_dc(t+1)：(t+1)时刻要触发的动态簇的簇领导；v_i代表节点i；B_j(t)：当前t时刻检测到目标的边界节点集。

B.该节点接收到DCLEADER信息后，设置自身状态为簇领导，并广播RECRUIT信息包。每个收到RECRUIT信息包的节点回复CONFIRM信息包给簇领导，并建立一个新的节点状态表，保存动态簇信息。簇领导收到节点的CONFIRM信息包后，储存成员节点的状态信息，动态簇形成。

C.动态簇形成后，每个动态簇成员节点判断自身是否为动态簇边界节点。动态簇边界节点定义为：一个动态簇成员节点是动态簇边界节点当且仅当至少存在一个不属于动态簇的邻居节点在其检测距离之内，具有如下逻辑表达式：

其中：B_i.vstate表示节点的边界状态，B_i.vstate＝1代表是节点为动态簇边界节点，B_i.vstate＝0代表节点不是动态簇边界节点；l_i，l_j分别代表节点i，j的地理位置信息；N(v_i)代表节点i的邻居节点集；DC代表动态簇。

D.动态簇成员节点依据边界节点定义，判断自身是否为边界节点，如果为边界节点，设置状态B_i.vstate＝1，否则，设置状态B_i.vstate＝0。

3)簇间跟踪任务移交步骤为：

结合图1和图2来介绍簇间跟踪任务的三种移交情况。

A.静态簇移交跟踪任务到动态簇的具体步骤如下：

a.如图1所示，当前工作簇为静态簇A，当目标由点a运动到点b时，边界节点检测到目标，动态簇D1被触发形成。此时，静态簇没有立刻移交跟踪任务给动态簇，而是等待目标确认进入边界区域时才移交。当D1的簇领导收到节点汇报信息时，目标确认进入边界区域。

b.簇领导(D1)向静态簇的簇领导(A)发送REQUEST包请求任务移交，在收到REQUEST包后，簇领导(A)发送AGREE信息包同意领导移交，并发送历史目标估计值给簇领导(D1)；

c.收到AGREE包后，簇领导(D1)首先广播WAKEUP包唤醒本簇成员节点，然后回复SUCCESS包给簇领导(A)；

d.收到SUCCESS包后，簇领导(A)广播DISMISS包，任何不同时属于动态簇D1的静态簇A的成员节点收到DISMISS包后进入休眠状态节省能耗。

B.动态簇移交跟踪任务到静态簇的具体步骤如下：

a.如图1所示，当前工作簇为动态簇D1，当目标由点c运动到点d时，如果没有任何一个静态簇边界节点汇报检测信息，触发动态簇移交跟踪任务给静态簇。

b.簇领导(D1)向静态簇的簇领导(D)发送HANDOFF信息包通知，并发送历史目标估计值给簇领导(D)；

c.收到HANDOFF信息包后，簇领导(D)首先广播WAKEUP包唤醒本簇成员节点，然后回复SUCCESS包给簇领导(D1)；

d.收到SUCCESS包后，簇领导(D1)广播DISMISS包，任何收到DISMISS包的节点删除动态簇信息列表退出动态簇。

C.动态簇移交跟踪任务到动态簇：

a.如图2所示，当前簇为动态簇D2，当目标由点b经点c进入静态簇D时，D2不能移交跟踪任务给静态簇，当动态簇边界节点检测到目标时，动态簇D3被触发形成。簇领导(D2)向簇领导(D3)发送HANDOFF信息包通知，并发送历史目标估计值给簇领导(D3)；

b.收到HANDOFF信息包后，簇领导(D3)首先广播WAKEUP包唤醒本簇成员节点，然后回复SUCCESS包给簇领导(D2)；

收到SUCCESS包后，簇领导(D2)广播DISMISS包，任何收到DISMISS包的节点删除动态簇信息列表退出动态簇D2。

上述具体实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权力要求的保护范围内，对不发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法，其特征在于包含如下步骤：

1)传感器网络部署完成后，各节点通过广播自身的ID和地理位置信息，将网络划分为不交叠的静态簇集合，每个静态簇包含一个簇领导和多个成员节点，簇领导与成员节点间通过一跳或多跳可达；

2)各静态簇内节点属性划分为两类，边界节点与非边界节点，各节点根据静态簇空间划分及邻居节点空间位置信息判断是否为边界节点并辨识边界区域；

3)无监测任务要求情况下，节点处于休眠状态以节省能耗，当节点收到簇领导的WAKEUP数据信号包后，节点迅速转换为工作状态履行目标检测职责，当节点汇报检测信息时，采用基于检测信息强度的方法为每个节点设置定时器延迟发送时间以避免数据发送冲突；

4)目标移向边界节点并被边界节点检测到时，动态簇随即被触发，动态簇触发形成过程包括两个执行阶段：动态簇的簇领导选取和动态簇形成，动态簇形成后，随即识别动态簇内边界节点；

5)根据网络监控执行模式不同，提出三种簇间跟踪任务实时移交方案：静态簇移交动态簇，动态簇移交静态簇和动态簇移交动态簇。

2.如权利要求1所述的一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法，其特征在于：所述的各节点根据静态簇空间划分及邻居节点空间位置信息判断是否为边界节点步骤为：一个节点是边界节点当且仅当至少存在一个属于任意其他簇的邻居节点在其感知检测距离内，具有如下逻辑表达式：

式中：B_i.state表示节点的边界状态，B_i.state＝1代表节点为边界节点，B_i.state＝0代表节点不是边界节点；l_i，l_j分别代表节点i，j的地理位置信息；r_s代表所有节点统一的检测距离；N(v_i)代表节点i的邻居节点集；CH(v_i)，CH(v_j)分别代表节点i，j的簇领导。

3.如权利要求1所述的一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法，其特征在于：所述的根据静态簇空间划分及邻居节点空间位置信息辨识边界区域步骤为：边界区域是指至少被两个不同静态簇内节点所覆盖的区域。

4.如权利要求1所述的一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法，其特征在于：所述的动态簇的簇领导选取步骤为：选取当前时刻检测到目标的边界节点中具有最大信号强度的节点作为动态簇的簇领导，表示如下：

$L_{\mathrm{dc}}(t+1)=v_i={\arg \max }_{v_i\∈B_j\left(t\right)}\left|\right|r_i\left|\right|$

其中：L_dc(t+1)：(t+1)时刻要触发的动态簇的簇领导；r_i代表传感器节点i的检测信号强度值，v_i代表节点i；B_j(t)：当前t时刻检测到目标的边界节点集。

5.如权利要求1所述的一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法，其特征在于：所述的动态簇形成步骤为：动态簇簇领导唤醒一跳范围内的邻居节点组成新的动态簇。

6.如权利要求1所述的一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法，其特征在于：所述的识别动态簇内边界节点步骤为：一个动态簇成员节点是动态簇边界节点当且仅当至少存在一个不属于动态簇的邻居节点在其检测距离之内，表示如下：

其中：B_i.vstate表示节点的边界状态，B_i.vstate＝1代表是节点为动态簇边界节点，B_i.vstate＝0代表节点不是动态簇边界节点；l_i，l_j分别代表节点i，j的地理位置信息；N(v_i)代表节点i的邻居节点集，r_s代表节点检测距离；DC代表动态簇。

7.如权利要求1所述的一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法，其特征在于：所述的静态簇移交动态簇步骤为：静态簇不会立刻移交跟踪任务给动态簇，而是动态簇等待目标确认进入边界区域后，向静态簇请求移交跟踪任务。

8.如权利要求1所述的一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法，其特征在于：所述的动态簇移交静态簇步骤为：动态簇确认目标不被任何静态簇边界节点检测到时，主动移交跟踪任务到静态簇。

9.如权利要求1所述的一种基于混合簇的无线传感器网络移动目标跟踪方法，其特征在于：所述的动态簇移交动态簇步骤为：当新的动态簇被触发形成后，当前动态簇立刻主动移交跟踪任务到新动态簇。

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