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.     

WSN定位算法中信标节点的摆放与选择

目前已有的无线传感器网络节点自定位算法研究中,针对信标节点的研究较少,而如何选择信标节点,以及信标节点如何摆放,都对定位精度有比较大的影响.为了定量地研究这个问题,首先证明了信标节点摆放方法与节点是否能被定位之间的关系的一个定理,然后给出三维空间中信标节点的摆放方法,最后提出一种基于线性方程组的条件数的信标节点选择算法,以便尽可能地提高基于测距的未知节点自定位精度.     

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。     

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.     

传感器网络节点的微粒群定位算法

为了进一步提高无线传感器网络未知节点定位精度,以微粒群算法为理论基础,加入传感器网络的特征,提出微粒群定位算法。该算法依据未知节点接收到的到锚节点的距离信息,直接搜索出未知节点的位置。实验结果表明微粒群定位算法拥有更高的定位精度,并且抗测距误差更强的优点。     

基于RSSI均值的等边三角形定位算法

为了提高无线传感网络的定位精度,从提高测量精度、改善信标节点分布的角度提出了一种基于RSSI均值的等边三角形定位算法.该算法引入信号强度指示(RSSI)敏感区和非敏感区概念,采用高斯模型对非敏感区的RSSI数据进行处理,解决了RSSI易受干扰的问题.采用等边三角形分布模型处理信标节点的分布,保证未知节点运动轨迹始终在信标节点的非敏感区内,从而在定位算法上使测量精度得到提高.研究表明,高斯模型可以很好地筛选出RSSI较优值;等边三角形分布模型可以提高RSSI的采集优度.这种定位算法计算简单,定位过程中节点间无通讯开销,无需硬件扩展.     

一种基于移动锚节点的多坐标系定位算法

提出一种分布式节点定位算法:移动锚节点辅助多坐标系定位算法(MBA-MC),用于无线传感器网络节点定位.移动锚节点在WSN节点分布区域内移动,同时周期性发送信标信号,并且在同一位置分别在多个不同的发射功率下发送信标信号.未知位置节点接收信标后估算与锚节点距离范围,然后利用在多坐标系系统下接收的信标信息得到多个扇形的交叠区,并认为交叠区中心就是节点自身位置.仿真结果表明:在相同条件下,本文提出算法比其他算法能取得更好的定位准确性,其全分布式计算定位方式特别适用于大规模的无线传感器网络节点定位.     

一种用于室内定位的线性规划算法

针对基于ToA定位中存在的信标节点较少和发送时间不能提前预知的问题,提出了一种新的应用于无线传感网络室内定位的线性规划算法.通过考虑测量值的最小平均绝对值误差,利用线性逼近方法,将一个复杂的、非凸的室内定位问题转换为一个简单的线性规划问题,并用迭代求精的方法求出最优解.仿真结果表明,提出算法计算复杂度低,收敛速度快,可以快速地求出未知节点的坐标;通过和已有的定位算法相比,提出算法在信标节点较少的情况下,仍能保持很好的定位精度,利用较少的节点资源达到比已有算法更好的定位性能.     

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.     

基于改进DV-Hop算法的无线传感器网络定位研究

在分析DV-Hop算法特点的基础上,提出了改进DV-Hop算法的无线传感器网络定位方法,通过粒子群优化算法优化每跳平均距离误差函数,经过多次迭代寻找最优解,使得未知节点与信标节点之间的跳段距离更加精确,通过三边测量法计算出的未知节点位置较精确,通过仿真实验表明：改进DV-Hop算法相比DV-Hop算法平均定位误差率低,定位效果良好.     

动态传感器网络中距离相关的蒙特卡洛定位算法

动态无线传感器网络的许多应用中定位技术具有至关重要的作用,在这种网络中部署区域内的全部节点不断运动.针对动态传感器网络中的定位问题,在蒙特卡洛方法的基础上提出了一种新的定位算法-距离相关蒙特卡洛(DRMCL).该算法通过利用节点的RSSI测距性能减小预测时未知节点可能存在的交叠区域,提高定位精度.仿真结果表明,对比蒙特卡洛和凸规划等现有的移动传感器网络定位算法,提出的DRMCL可以明显提高定位精度,在运动的过程中,定位精度能够达到20%以下.     

基于RSSI的WSN节点室内定位分析

基于实验的基础,对基于接收信号强度（received signal strength indication,RSSI）的无线传感器网络（wireless sensor network,WSN）节点室内定位的几种不同情况进行分析.根据室内无线传播模型和实际测量数据得到RSSI室内传播模型;比较在不同位置的未知节点定位精度的不同;针对三点定位结果不理想的问题,采用粒子群优化（particle swarm optimization,PSO）算法对定位结果进行优化;比较不同数量的源节点对于节点定位精度的影响.当信标节点数量比较多时,通过筛选一些可靠的信标节点来提高定位精度.     

基于移动信标改进的DV-Hop算法

无线传感器节点定位在整个无线传感器网络体系中占重要地位。DV-Hop算法是一种免于测距的定位技术,其缺点是仅在节点均匀的密集网络中,才能合理估算节点的位置。针对这种情况,提出了一种基于移动信标的DV-Hop算法,利用一个移动信标节点在网络中按照事先规定的路径遍历整个网络区域,并周期性的广播自己的位置信息给周围的未知节点,未知节点通过有选择的组合估算多个自身位置,多个自身位置的质心即为最后的估算的位置信息。最后通过仿真结果证明此种改进算法可以减小定位误差。     

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。     

一种WSN环境下多机器人协作式声源定位方法

研究多机器人协作式任务执行具有现实意义。针对目前机器人声源定位算法不能满足多机器人协作式搜寻声源的场合,提出一种无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)环境下的多机器人窄带声源定位方法。该方法根据接收信号强度对多个机器人的全局坐标进行测距定位,利用到达时间差(Time Difference of Arrival,TDoA)定位方法估计机器人与声源的相对距离,并结合全相位傅里叶变换(all-phase FFT,apFFT)算法提高相对距离的估计精度,最后通过测距定位算法得到声源的全局坐标值。在4个WSN节点和3个机器人组成的系统中进行方法测试,实验结果表明：该方法能实现三机器人协作式的声源定位任务,定位准确率较高,可满足搜救场合中声源定位的要求。     

基于未知-信标迭代及圆环交汇的WSN定位算法

针对圆环交汇与网格扫描算法在定位时要求信标节点数量满足一定规模的缺陷, 提出一种未知 信标迭代的基于圆环交汇与网格扫描改进算法. 该算法通过将已定位的未知节点视为已知条件使用, 引入信标节点迭代方法, 解决了少量信标节点定位精度低的问题, 增加了未知节点中已定位节点的循环利用. 实验结果表明, 改进算法提高了定位精度, 并降低了对信标节点规模的依赖.     

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。     

基于分布式水下无线传感器网络目标协同定位方法研究

本文提出了一种基于水下传感器网络的目标协同定位改进方法。基于多重信号分类方法（MUSIC）得到目标的DOA估计,通过对水下信号传输特性分析,建立水下阵列传感器网络的目标定位模型,利用最大似然估计得到目标位置。利用基于阈值检测的分布式高斯牛顿迭代法完成最大似然估计的解算,仿真结果表明该方法有效节约了网络节点能量,降低了数据通信量,且得到了更好的定位精度。此外,分析比较了在不同噪声环境下、不同声源级情况下的目标位置结果。     

曲指数族流形在无线传感器网络定位中的应用

利用信息几何中的统计流形理论和自然梯度流形学习定位方法,研究了基于接收信号强度（RSS）的无线传感器网络自定位问题.首先,通过概率密度函数构造了一个曲指数族定位模型;然后,针对给定初始状态值的未知目标节点定位问题,结合梯度下降法,提出了基于此模型的最优非线性估计方法及其改进算法.梯度下降法的良好性质和仿真结果表明,这些算法有很好的收敛效果和更高的定位精度.