一种适用于建筑灾难救援系统的目标跟踪方法

在目标跟踪研究中,大量的实验证明粒子滤波算法对于运动轨迹变化复杂的运动目标跟踪效果不理想.基于变率粒子滤波算法(VRPF),以大型建筑灾难救援系统为研究背景,应用无线传感器网络技术,提出了一种自适应变率粒子滤波算法(AVRPF).该算法通过比较某时刻粒子值与测量值的关系自适应地调节采样周期,以提高对复杂运动目标的跟踪精度,尤其当运动轨迹出现大幅度变化时.仿真实验证明了该算法的有效性和实用性.     

棒球球棒最佳击球点和材质选择

建立了棒球球棒计算模型,利用动力学理论,研究球棒的撞击问题,找到了最佳撞击点;利用材料力学理论,研究填充橡胶后会提高球棒的击球效果;分析了材料自身力学性能对球棒的影响,预测了木材和铝材球棒的效果,确定了正式比赛应用木材实心球棒。该研究工作对于确定最佳击球区域和选择球棒材质具有实际意义。     

基于三维感知模型的WMSNs最优空间覆盖研究

无线多媒体传感器网络(WMSNs)的覆盖问题的研究成果大多基于二维感知模型.对于视频节点而言,二维感知模型无法准确地描述其感知范围,监测平面上方的空间通常会被遗漏.因此,提出了空间覆盖的概念,并重新定义了三维感知模型.通过分离两个影响空间覆盖的因素——视频传感器俯仰角和偏向角,采用粒子群优化算法对一重空间覆盖率进行优化.并结合实际应用需求,提出了有效空间覆盖率的概念,保证了对监测目标的有效视频信息收集.最后,通过仿真实验优化,网络的空间覆盖程度得到了明显提高,证明了优化算法的有效性.     

棒球球棒最佳击球点和材质选择

建立了棒球球棒计算模型,利用动力学理论,研究球棒的撞击问题,找到了最佳撞击点;利用材料力学理论,研究填充橡胶后会提高球棒的击球效果;分析了材料自身力学性能对球棒的影响,预测了木材和铝材球棒的效果,确定了正式比赛应用木材实心球棒。该研究工作对于确定最佳击球区域和选择球棒材质具有实际意义。     

一种基于功率控制的无线传感器网络跨层通信协议

提出一种新的跨层通信协议基于功率控制的定向生成树(PCDST).本协议采用定向生成树算法以解决数据传输过程中的无效能耗问题,并控制节点的传输功率以降低网络通信竞争强度.为了更好地控制传输功率这一关键因素,构建了一个网络效用最大化模型,并基于原始-对偶算法设计拉格朗日对偶函数,推导出传输功率的最优解集.这些跨层策略的应用能够使无线传感器网络在节能的同时保持良好的通信状态.仿真实验结果表明,本协议在节约能量和提高通信吞吐量方面具有很好的表现.     

无线传感器网络中一种分布式声源定位方法

无线传感器网络中声源的集中式定位方法具有较高的定位精度,但是网络能耗过大,不适合实际应用,因此,提出了一种基于能量的分布式EM定位方法.该方法以声音能量衰减模型为基础,以EM算法为核心,对节点获取的声音能量信息进行分布式计算,估计得出声源的位置和能量.仿真实验表明,该方法在保证定位精度的情况下,能够有效地减小能量消耗,是一种具有应用价值的定位方法.     

基于假设检验的NLOS确定及最小残差定位算法

针对室内非视距传播会降低定位精度的情况,提出基于假设检验的NLOS确定算法,并在此基础上提出基于粒子群优化算法的最小残差定位算法.通过联合信号接收强度模型和到达时间模型,利用假设检验的方法确定当前信号是否受到非视距污染.仿真结果表明,与标准差分析法相比,所提出的方法具有计算量小、不需要太多的传播模型参数等特点,具有较高的正确率.在确定信号传播环境后,在非视距干扰比较严重的情况下,提出了基于粒子群优化算法的最小残差定位算法,定位精度优于加权最小二乘法和Fang氏算法.     

结合共线性因素的无线传感器网络DV-Hop定位算法

无线传感器网络的锚节点近似位于同一条直线上时,构成共线性现象,造成定位数据失真和精度下降.针对大规模无线传感器网络的非测距定位,结合共线性因素提出了一种DV-Hop定位算法,引入Voronoi图将网络划分成若干区域,依据共线性进行锚节点组的选取和提纯.根据跳数阈值的限制,利用每块区域的锚节点信息和符合共线性原理条件的锚节点信息对未知节点进行定位.仿真实验表明,与传统的DV-Hop和共线性算法相比,所提算法能够提高节点定位精度、减少定位误差;对于分布不均匀的网络,能够实现高精度节点定位,并适用于较复杂的环境.     

基于WSN的灾难现场最优逃生路径规划

针对当前建筑灾难救援中存在的诸多亟需解决的问题,利用布设在建筑物内的无线传感器网络获取实时信息,根据灾难现场的全局环境信息及其变化趋势,建立灾难威胁模型.利用改进的蚁群算法DACA(Dijkstra antcolonyalgorithm)实现逃生路径规划:一方面有效利用Dijkstra算法的优点改进蚁群算法,另一方面通过改进信息素浓度更新机制来改进蚁群算法的性能.在动态的灾难环境中,该方法能够在建筑物处于紧急状态时给出优化的人员疏散策略,有效实现被困人员逃生和消防员营救的路径导航,减少人员伤亡,提高救援效率.     

基于禁忌搜索的无线传感器网络多源定位研究

针对无线传感器网络多源定位容易陷入局部最优的情况,提出基于禁忌搜索的多源定位方法.通过测量多个声源发出的能量建立声音能量模型,估计出模型中的声音能量和声音位置等参数,然后使用8邻域3层格点的邻域产生方式,并合理选择禁忌表长度、初始解等禁忌算法的基本参数,有效避免了多源定位易陷入局部最优的情况.将禁忌搜索算法和多分辨率搜索算法、EM算法、AMR算法进行比较,仿真结果表明,禁忌搜索能够很好地避免局部最优,且定位精度高于其他几种算法,计算复杂度相对较低.