基于电磁波及超声波联合测距的井下定位方法

研究煤矿井下电磁波、超声波联合定位方法,根据井下巷道的空间结构特点,由锚节点和网关节点形成无线传输网络,网关节点布置在巷道的端点,锚节点一字排开等间距吊挂在巷道顶部中央,使巷道内任意位置都至少有两个锚节点接收到移动节点发射的电磁波信号。 移动节点通过判别锚节点电磁波信号强度确定移动节点与锚节点的位置关系;移动节点采用基于超声波的TOF检测方法进行巷道横向测距,移动节点和锚节点节采用基于电磁波信号强度的对数-常态分布模型进行巷道纵向测距,最终确定移动节点的二维坐标。 仿真结果表明,提出的定位方法误差较小,超声波在巷道横向的测距误差很小,巷道纵向50 m范围内,最大误差不超过5 m。 联合定位方法使用少数锚节点获得高定位精度,可以应用于煤矿井下。      

单个锚节点的路径规划机制及定位方法研究

为使锚节点在定位中距离待定位节点更近,从而更精确定位,提出单个锚节点的禁忌搜索与分簇相结合的路径规划机制.该机制充分利用待定位节点的分簇信息,优先将簇头点作为锚节点移动的目标点.针对单个锚节点在路径规划机制下的移动,提出利用RSSI测距与AOA角度定位相结合的定位方法.仿真结果表明:与禁忌搜索路径规划机制相比,该机制可以使待定位节点与距其最近的信标点的距离更短;与质心定位算法和DV-HOP定位算法相比,本文方法的定位精度和定位时间都有很大提高.     

基于移动锚节点的无线传感器网络节点定位

为了更好地解决无线传感器网络节点定位精度和复杂测距技术之间的矛盾,提出了一种基于移动锚节点的非测距的定位技术。9个装备有GPS接收机的可移动锚节点形成一个圆形定位区域,位于定位区域内的待定位节点接收锚节点发射的信号,并记录接收信号强度。比较接收信号强度确定自己所处区域,从而实现定位。仿真结果表明,该节点定位技术平均定位精度约为10%,与其他类似定位技术相比能够明显提高节点定位精度。     

基于移动锚节点的无线传感器网络节点定位

为了更好地解决无线传感器网络节点定位精度和复杂测距技术之间的矛盾,提出一种基于移动锚节点的非测距的定位技术。9个装备有GPS接收机的可移动锚节点形成一个圆形定位区域,位于定位区域内的待定位节点接收锚节点发射的信号,并记录接收信号强度,比较接收信号强度确定自己所处区域,从而实现定位。仿真结果表明,该节点定位技术平均定位精度约为10%,与其他类似定位技术相比,能够明显提高节点定位精度。     

移动无线传感器网络下的采煤机定位精度

基于节点的信号强度和距离解算模型,建立局域强信号与定位子空间的对偶映射,在此基础上推导包含测距误差和锚节点误差的拓展克拉美-罗下限方程。仿真研究无线测距误差、锚节点密度和锚节点基准坐标漂移方向等多因素对采煤机定位精度的影响,并在实验室三机模型上进行测试。实验结果表明:由无线测距误差引起的采煤机定位误差占到92.9%,且沿采煤机截割方向误差分量占78.11%以上,而通过增加锚节点密度以及减少移动节点与锚节点间垂直距离能减少定位误差。实验结果与仿真结果基本一致。研究结果可为移动传感器网络下采煤机精确定位提供理论与技术支撑。     

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.     

WSN中面向移动锚点的节点定位算法

为降低无线传感器网络中锚点定位的网络成本,提高资源利用率,提出一种新的无线传感器网络定位算法,通过利用共线和非共线移动锚点来实现传感器节点定位.该方法利用相邻节点间的距离估计值以及锚点提供的关于报文传输方向的相关信息来估计节点的位置,每个节点从两个独立方向定位其位置.然后使用卡尔曼滤波器来提升每个节点的定位精度.研究结果表明:相比于单方向方法和加权平均方法,基于卡尔曼滤波器的方法估计误差分别下降31%和16%;同时,该方法还克服了使用移动锚点导致的共线性问题.     

基于RSSI极大似然估计定位算法的分析与实现

通过分析极大似然估计法进行求解方程未知节点位置可知,代入最后一个方程锚节点(参照锚节点)的测距误差会对极大似然估计法定位误差产生较大影响,并实现了基于RSSI的极大似然估计定位算法实测实验.实验结果表明,参照锚节点不带测距误差与参照锚节点带测距误差相比,前者的定位误差小,在30m×30m方形定位区域内前者较后者平均定位误差值减小0.4~1.0m.     

基于测距权重的蒙特卡罗定位改进算法

针对传统蒙特卡罗定位算法采样效率低,对锚节点密度要求高的特点,本文基于蒙特卡罗定位算法MCL提出一种改进的移动传感器网络的节点定位算法IMCB.该算法利用历史锚节点信息和RSSI测距,以及运动模型的改进对待定位节点的位置采样范围进行了进一步限制,对有效采样点的权重进行了区分.仿真结果表明:该算法的定位精度相比MCB算法提高了16.6%.     

基于移动锚节点的粒子群优化定位算法

在无线传感器网络的一些应用环境中,无线信道损耗模型参数未知,无法直接基于RSSI测距定位。本文针对这类应用环境,研究并提出基于移动锚节点的粒子群优化定位算法,利用移动锚节点代替传统典型算法中的静态锚节点,并将节点定位问题抽象为非线性约束优化问题,利用粒子群优化技术求解定位。仿真、分析结果证明,该算法定位精度较高,对环境噪声变化具有较强的适应能力。