Continuous Objects Detection and Tracking in Wireless Sensor Networks. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Shehryar_MS_Thesis.pdf Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

هذة الايام العديد من الدراسات تم اجرائها في مجال اكتشاف الاهداف ومراقبتها في انظمة الاستشعار الموجودة. العديد من هذة الدراسات ركزت على تتبع الاهداف الثابته ولكن لا يوجد دراسات كثيرة ركزت على تتبع ومراقبة الاهداف المتحركة مثل انتشار الحرائق في الغابات, انتشار الطين داخل بحيرة وانتشار الغازات الكيميائية. هذة الاهداف المتحركة ادت الى العديد من التحديات الجديدة نظرا لمعاييرها المتغيرة باستمرار وبطريقة عشوائية في بعض الخصائص مثل: التغير في الحجم والشكل, مقدار التقلص والتمدد, انشطارها الى العديد من الاجزاء, او تجمع اكثر من جزء مع وحدة واحدة. عملية تتبع ومراقبة هذة الاجسام المتحركة تحتاج الى عملية اتصال اضافية بين وحدات الاستشعار والتي بدورها تستهلك الكثير من الطاقة, علما بأن الهاجس الاكبر في انظمة الاستشعار اللاسلكية يعود الى استهلاك الطاقة المحدودة في وحدات الاستشعار داخل النظام, وفي حال تم التقليل من استلاك الطاقة في النظام فان هذا النظام سيدوم لفترة اطول ويمكن الاستفادة منه بشكل اكبر. في هذة الرسالة, تم تطوير خوارزمية جديدة تعرف ب CODAT. وهذة الخوارزمية مجدية اكثر من الخوارزميات الحالية المطبقة لمراقبة الاهداف المتحركة COBOM و DEMOCO. تم تطوير نظام جديد لنقل البيانات بين وحدات الاستشعار, وبناء على هذا النظام البيانات المنقولة للمستقبل سيتم نقلها بفعالية اكبر وبالتالي هذا سوف يقلل من الطاقة المستهلكة في النظام ككل من دون التاثير على اي خاصية من خصائص الاجسام المتحركة عند اعادة عملية بنائها في المحطة الاساسية. تم تطوير مفهوم جديد للتفريق بين الفجوات في الاجسام المتحركة وبين عملية انكماش او تمدد الاجسام المتحركة. تم التكد من كفائة هذا النظام من خلال برامج المحاكاة. وكنتيجة لهذة الدراسة وجدنا ان الخوارزمية الجديدة CODAT مجدية اكثر من الخوارزميات الحالية المطبقة لمراقبة الاهداف المتحركة COBOM و DEMOCO خاصة في انظمة الاستشعار الكبيرة.

English Abstract

A considerable amount of research is done in the area of target detection and tracking in wireless sensor networks. Most of the research concentrates on a single or multiple targets tracking but limited work has been done in tracking and detection of the continuous objects such as forest fires, bio- chemical materials and mudflows etc. These continuous objects pose new challenges because of their specific nature and characteristics such as changing in size and shape, shrinking and expanding, splitting into multiple objects or merging of multiple objects into one another. Continuous objects tracking and detection require extensive communication which consumes most of the energy of the network and the key issue of today’s wireless sensor networks is the energy handling, which is the backbone for enhancing the lifetime of the network. In this thesis a new algorithm known as Continuous Object Detection and Tracking (CODAT) is proposed. CODAT’s performance is an improvement in accuracy and efficiency while comparing it with the two known algorithms Continuous Boundary Monitoring (COBOM) and Detection and Monitoring for Continuous Objects (DEMOCO). New data structure for reporting data is introduced. Due to this new data structure, the reported data is sent to the sink more efficiently, which eventually reduces the communication cost of the overall algorithm without compromising the accuracy for reconstructing the boundary of a continuous object at the base station. A concept for differentiating between the holes in the phenomenon and overall phenomenon changes at the base station level is also introduced which provides additional information to the user at base station level as an added improvement while maintaining the high accuracy and efficiency. The proposed algorithm efficiency is analyzed by simulations. Simulation results show that CODAT outperforms COBOM in terms of efficiency and outperforms COBOM and DEMOCO in terms of accuracy.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Computer Research > Information Technology
Department:	College of Computing and Mathematics > Computer Engineering
Committee Advisor:	Sheltami, Tarek Rahil
Committee Members:	Mahmoud, Ashraf S. Hasan and Osais, Yahya Esmail
Depositing User:	SHEHR YAR KHAN (g201303590)
Date Deposited:	28 Dec 2015 05:20
Last Modified:	01 Nov 2019 16:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139788