Estrategias de localización y seguimiento distribuidos en redes de sensores

Abstract

Las redes inalámbricas de sensores han sido consideradas como una de las tecnologías más importantes del siglo XXI. Están formadas por dispositivos pequeños y baratos, que llevan integrados distintos tipos de sensores, y que poseen capacidad de procesado y de intercomunicación mediante enlaces inalábricos, lo cual permite la conexión de las redes de ordenadores y la comunicación con el mundo físico, abriendo, ante nosotros, un amplio abanico de aplicaciones en el campo de la seguridad, del control de procesos, etc. Una de las aplicaciones que más interés está suscitando en la sociedad, es la localización y seguimiento de objetos en movimiento. Este interés es debido a todos los posibles servicios derivados de dicha aplicación, que incluyen desde servicios críticos como la localización de accidentados en emergencias hasta otros más banales como la guía del usuario hasta el estanco más cercano. A lo largo del trabajo, se exponen diferentes estrategias con el objetivo de resolver el problema de la estima de la trayectoria seguida por un blanco en movimiento, utilizando este tipo de redes. Dichas estrategias cubren desde la disposición en cuadrícula de una red formada por sensores acústicos, hasta el funcionamiento de la misma basada en líder. Además, propone la forma en qué combinar y adaptar diferentes algoritmos de localización y seguimiento ya existentes, teniendo en cuenta la diferencia entre ambos problemas. La solución propuesta se ha implementado con tres algoritmos de seguimiento diferentes: el Filtro de Partículas y ciertas variantes no lineales del Filtro de Kalman (Extended Kalman Filter y Unscented Kalman Filter ), comprobando que en los tres casos se alcanza el objetivo. Debido al carácter secuencial de los algoritmos de seguimiento, éstos necesitan de un algoritmo se localización para comenzar a funcionar y para corregir posibles errores acumulados. Con tal n se ha elegido un algoritmo de localización basado en la energía acústica. Finalmente, se exponen una serie de simulaciones para mostrar que con la solución propuesta logramos estimar de manera adecuada la trayectoria seguida.