基于DV-Hop误差修正的煤矿井下人员定位算法

为了提高无线传感器网络的节点定位精度,提出了基于DV-Hop误差修正的质心定位算法.针对煤矿井下巷道的线型结构,首先提出信标节点以均匀间隔交叉分布的模型,再根据各个信标节点平均每跳的距离误差以及平均每跳的单位距离误差,对离未知节点最近的3个信标节点之间的距离进行2次修正,最后利用3圆交点的质心定位算法进行定位.仿真结果表明,该算法比目前的定位精度提高1m左右,比较适合煤矿井下这种特定的线型结构.     

基于RSSI测距的井下人员区域定位算法

在煤矿井下人员定位系统中,常用的是基于无线传感器网络的定位方法,其中最适合实际应用的是基于接收信号强度指示(RSSI)的定位方法.为了进一步提高定位精度,针对煤矿井下特殊的巷道结构和复杂的电波传播环境,首先提出信标节点均匀间隔交叉分布模型.然后根据已知信标节点精确位置求得定位区域内RSSI测距误差的权值,通过引入比例调整因子、距离修正因子和差分平均因子,对目标节点的测距误差进行修正,获得区域内信标节点与目标节点之间较精确的距离量,最后利用加权质心定位算法对目标节点进行定位.仿真结果表明,该算法能够有效的提高目标节点的定位精度,尤其在沿巷道走向的水平方向上比其竖直方向的精度更高,该方法更适合煤矿井下特定的线型结构环境.     

基于迭代双通信半径的传感器网络DV-Hop算法

为了提高DV-Hop算法的定位精度,提出了一种基于迭代双通信半径的DV-Hop改进算法。首先针对当前网络拓扑结构选取一个合适的通信半径,并用它与节点的默认通信半径一起估计信标节点间的平均每跳距离,最后使用迭代算法对得到的平均每跳距离进行修正,选择误差最小的平均每跳距离对未知节点与信标节点间的距离进行计算。仿真实验结果表明,改进算法在不明显提高算法复杂度与通信量的基础上大大提高了定位精度。     

基于跳数阈值和节点分类的DV-Hop改进算法

为提高DV-Hop(Distance Vector-Hop)算法在随机传感器网络(WSN: Wireless Sensor Networks)中的定位性能, 提出一种基于跳数阈值和节点分类的改进算法。该算法信标设定跳数阈值选择较远的信标估计平均每跳距离, 未知节点根据跳数信息对信标进行分类, 并计算与信标的加权修正距离。同时仿真研究了节点密度、 信标比例、 节点通信半径对算法性能的影响。仿真结果表明, 在随机网络中改进算法能更好地估计跳距信息, 并有效提高定位精度和降低最大定位误差。     

基于粒子群优化算法的井下目标定位方法

针对矿井结构复杂,井下未知节点定位存在信标节点布置冗余、定位精度低等问题,提出了一种基于粒子群优化算法的井下目标定位方法。根据矿井环境特点区块化布置信标节点,通过引入线性递减权重的粒子群算法对未知节点与信标节点的测量距离和估计距离的误差进行优化,降低定位误差。与四边测量法、加权最小二乘法和RSSI加权质心算法进行Matlab仿真对比实验。仿真结果显示:信标节点为5个,节点总数为15时,平均定位误差为0.877 m。高斯白噪声标准差取值范围从5递增到20,平均定位误差由1.21 m增长到4.65 m,增长幅度最小,抗噪性最好。信标节点密度由10%增加到40%,平均定位误差从2.82 m下降到0.76 m,定位精度明显好于其他三种算法,稳定性好于RSSI加权质心算法。定位精度更高,抗噪性更好,可靠稳定,在井下巷道环境中适应性更强。     

一种改进的DV-Hop定位算法

传统的DV-Hop定位算法由于跳数计算和跳距估计存在偏差,影响定位精度,产生误差.对此,为了减小定位误差率,提出一种改进算法.所提出的算法引入基于跳数细化来计算节点间的跳数的方法,进而细化平均每跳距离,使得未知节点定位精度提高,并对细化的程度进行划分对比,来判断划分程度对定位误差的影响.最后在Matlab仿真平台上对所提出的算法进行验证.仿真结果表明无论针对信标节点变化还是节点变化,细化程度越细,定位误差越小.     

基于人工蜂群的WSN节点定位算法

针对无线传感器网络(WSN)中传统的DV-Hop算法中计算误差较大的问题,提出基于人工蜂群算法(ABC)的WSN节点定位算法.该算法从平均跳距误差修正和定位计算优化两个方面对DV-Hop进行优化.首先通过信标节点间的估计距离与实际距离的误差对平均跳距进行修正,在修正过程中利用跳数对误差的影响对误差的权重进行约束.其次通过设置目标函数使用ABC替换原本最小二乘法对位置节点坐标进行计算,又在ABC中引领蜂邻域搜索过程和侦查蜂开发新蜜源方式中分别引入差分进化的变异策略和高斯分布,提高算法的定位精度以及收敛速度.仿真结果表明,在相同网络参数情况下,该算法较DV-Hop和通过ABC替换计算阶段的ADV-Hop在定位精度上都有提高.     

距离估计修正的定位算法优化研究

在无线传感器网络(WSNs)节点定位中,定位精度是传感器节点定位的关键因素.提出一种距离估计修正定位算法,通过节点之间的跳数加权和平均每跳距离误差修正的组合优化方法实现节点的距离估计预处理,再使用L-M算法进行节点定位计算.设定不同节点规模、锚节点比例、节点通信半径情况下的仿真分析,与IDV-Hop和TWDV-Hop算法相比较,优化算法在定位精度性能方面有较大提升.     

RSSI修正的WSN定位算法

为了解决DV-Hop 算法误差较大的问题,提出了一种基于RSSI修正的WSN定位算法 RMDV-Hop (RSSI Modified DV-Hop)。该算法限制最大传播跳数,并对跳数为1的锚节点利用RSSI值修正其跳数值,取RSSI值较大的前N个锚节点作为参考锚节点,利用参考锚节点的平均每跳距离误差进行加权处理未知节点的平均每跳距离,最后用总体最小二乘法计算未知节点的坐标位置,实现RMDV-Hop定位算法的全面改进,以提高定位精度。仿真结果验证,改进算法的定位精度和稳定性都比原始算法有了明显的提高。     

遗传算法的DV-Hop算法改进

DV-Hop算法中,平均每跳距离是影响定位精度的因素之一。针对平均每跳距离带来的定位误差,对锚节点和未知节点的平均每跳距离进行了改进和优化。首先引入遗传算法计算锚节点的平均每跳距离;然后利用跳数小于等于3的锚节点的平均每跳距离加权处理未知节点的平均每跳距离,减少平均每跳距离带来的误差。仿真结果表明,在不增加硬件开销的基础上,改进算法能够有效提高算法的定位精度,并且具有较好的稳定性。     

Cooperative Nodes Localization for Three-Dimensional Underwater Wireless Sensor Network Based on Weighted Centroid Localization Algorithm

The underwater wireless sensor network(UWSN) has the features of mobility by drifting,less beacon nodes,longer time for localization and more energy consumption than the terrestrial sensor networks,which makes it more difficult to locate the nodes in marine environment.Aiming at the characteristics of UWSN,a kind of cooperative range-free localization method based on weighted centroid localization(WCL) algorithm for three-dimensional UWSN is proposed.The algorithm assigns the cooperative weights for the beacon nodes according to the received acoustic signal strength,and uses the located unknown nodes as the new beacon nodes to locate the other unknown nodes,so a fast localization can be achieved for the whole sensor networks.Simulation results indicate this method has higher localization accuracy than the centroid localization algorithm,and it needs less beacon nodes and achieves higher rate of effective localization.     

改进型无线传感器网络的质心定位方法

针对传统质心定位算法定位精度受锚节点密度影响大,但锚节点成本高而不能大量使用的问题,采用移动锚节点,引入高斯马尔科夫移动模型对锚节点移动路线进行规划,使锚节点在待测区域内随机移动形成更多的虚拟锚节点,代替传统定位算法中的锚节点,提高了质心定位算法中对未知节点的覆盖率与定位精度.仿真结果表明,该方法有效且能应用于大型无线传感器网络定位.     

基于幅频矢量匹配的DV-hop定位算法优化

矿井巷道环境复杂多变,DV-hop算法应用于井下定位时效果不理想,因而,基于幅频矢量匹配对经典DVhop算法定位结果进行优化。利用经典DV-hop算法找到井下移动节点位置大致区域,将节点接收到的各锚节点信标信号的幅频矢量与数据库中煤矿巷道各点的幅频矢量相匹配,最终确定移动节点的精确位置信息。仿真结果表明:优化后的DV-hop算法,平均定位精度和定位覆盖率明显优于经典的DV-hop算法;随着锚节点数的增加,优化后的DV-hop算法的平均定位误差呈明显下降趋势。     

一种改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法

针对无线传感器网络DV-Hop定位算法中信标节点与未知节点之间的平均跳距估算误差较大的问题,提出一种改进的DV-Hop算法并进行仿真检验。改进后的算法对传统算法中节点每跳距离选取进行了调整,还采用加权平均法计算节点平均每跳距离。仿真结果表明,改进的DV-Hop算法显著提高未知节点的定位精度。     

煤矿井下基于RSSI校正测距的WSN节点定位算法

针对煤矿井下人员及设备定位监控严重不足的情况,提出了基于RSSI校正测距的WSN节点定位技术。模拟井下环境,使用协议分析仪Packed Sniffer嗅探节点接收RSSI值,以确定环境参数;采用高斯理论模型过滤RSSI值,利用对数-正态分布理论模型计算距离;最后应用改进的三边质心定位算法求得未知节点坐标。RSSI校正测距定位与CC2431定位引擎定位的误差对比表明,文中所提算法的定位性能较好。该研究为井下无线传感器网络定位系统的设计提供了参考依据。     

水下无线传感器网络中的错误信标过滤策略

水下无线传感器网络可以为海洋地理数据收集、预防自然灾害、战术预警等多种水下应用提供实时监控服务。水下定位技术是水下应用中的一大难点。水下定位通常依赖信标节点。但是由于水下洋流环境的复杂变化、水下生物的碰触和强电磁干扰,信标节点往往会移动或损坏,导致许多普通传感器节点定位错误。为了处理错误信标问题,这里提出一种基于粒子群优化的错误信标过滤算法来精确的找出错误信标。首先通过改进的三边定位法计算出定位错误,然后通过粒子群优化算法把定位错误数量最多的信标节点过滤出来。剩下的信标节点不断进行过滤,直到每一个信标节点的相关定位错误都低于某个预设的阈值。模拟实验证明本算法可以高效的检测出几乎全部错误信标,并且有很好的算法一致性。     

无线传感器网络E-Euclidean集中式定位算法

针对无线传感器网络特点,在算法初始阶段,增加计算信标点到待定位点Euclidean(欧几里德)距离,用最大似然粗略估计节点位置,根据此初始位置用最小二乘的加权融合思想循环求精.提出多跳Euclidean距离计算方法,对其多解提出解决方案.在对加权矩阵的求解提出新看法的基础上,搜索满足定位条件的待定位节点,定位后的节点升级为辅助信标点.仿真结果表明,在网络连通度为8的条件下,这是一种精度高、覆盖率高的实用性算法.     

无线传感器网络质心定位算法研究

质心算法是无线传感器网络中一种典型的无需测距定位算法。针对不同节点个数、锚节点个数、锚节点单位时间内发送信息的个数以及阈值对定位性能具有较大影响的问题,系统仿真了在固定监测区域内上述参数与定位误差、定位率以及定位时间的关系。通过仿真结果分析得出未知节点的邻锚节点个数是影响定位率及定位精度的主要因素,另外在确保较高定位率的基础上,在固定监测区域内存在较优的参数设置。仿真结果表明,参数优化后的质心算法有效的提高了定位精度及定位率。