一种移动节点定位活动目标的校正方法*

为了消除测距定位追踪活动目标的测量误差,通过利用四个移动传感器感知活动目标M,由任意三个传感器所得的信息计算出目标M的位置分别为M1、M2、M3、M4,由其四点所围成的凸区域的形心或其所围成的凹区域的主骨架线中点M′作为逼近点替代目标M,从而消除由测量引起的误差。在MATLAB环境中进行仿真实验,表明用四个移动信源节点追踪活动目标M的方法可消除测量误差,M′成功逼近目标M。     

基于移动节点的无线传感器网络定位算法

节点定位技术是无线传感器网络应用的重要支撑技术之一,为了提高定位算法的准确性,提出了一种基于移动目标节点的两步定位算法。该算法利用一个移动目标节点遍历整个网络,并周期性地广播包含自身当前位置的信息。而传感器节点的自身定位过程则可用基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的目标跟踪方法实现。由于所用的目标状态模型和量测模型有一定的不确定性,所以先选取不共线的3个拥有RSSI测距能力的目标节点信息,利用Euclidean定位法提高滤波的初始位置精度,从而改善定位效果。通过仿真、分析和比较该目标节点在多种移动轨迹情况下的定位误差,这种两步定位法可以改善对目标节点移动轨迹的特殊要求的限制,能取得较好的定位精度,而且更适合于实际情况。     

双层协作的无线传感器网络目标跟踪方法

通过在无线传感器网络中引入双层监测机制,提出一种基于象限定位的目标跟踪方法。该方法依据位置关系选取相关性高的内外层节点,利用外层节点的快速侦测和内层节点的准确定位对移动目标进行定位跟踪,同时向汇聚节点快速上传移动目标轨迹。理论分析和实验结果表明,该方法可以降低无线传感器网络功耗,提高目标定位精度。     

基于轨迹预测的双锚节点移动定位方法研究

在无线传感器网络定位(RTLS)解决方案中,利用信号强度或信号传输时间进行测距是主要方法之一.然而目前大量的研究都需要三个或多个锚节点来确定标签的位置,这类方法在大规模网络中将消耗大量的能量和成本.针对该问题提出一种基于轨迹预测的双锚节点移动定位方案.该方案利用超宽带(UWB)技术进行节点间测距,并结合LSTM轨迹预测模型,仅需要两个锚节点即可实现对目标标签的精确定位.同时还讨论了该方案在二维平面和三维空间中的定位效果,实验结果表明平均定位误差分别为5.24 cm和7.58 cm.     

一种高效的大监控区域移动目标追踪算法

针对目前无线传感器网络中利用位置指纹进行移动节点室内追踪时,为提高追踪精度引入的训练及匹配计算量大的问题,提出了一种兼顾定位精度和计算效率的算法。该算法适合锚节点稀疏分布的大监控区域,通过锚节点和参考位置点的局部匹配降低指纹匹配的复杂度,利用加权K-近邻算法获得粗定位,再通过融合目标节点加速度信息的卡尔曼滤波进一步减少追踪误差。仿真实验表明,本文算法具有良好的定位一致性和较高的定位精度,在指纹间隔10 m,接收信号强度指示值的测量方差高达16时,追踪过程中平均定位误差为1.4 m,适合室内移动目标的实时追踪。     

无线传感器网络定位技术研究

无线传感器网络已被誉为改变二十一世纪和改变未来世界的十种新兴技术之一。无线传感器网络中节点的定位是获取位置信息的前提,也是目标跟踪和对移动目标定位的基础。因此,本文从无线传感器网络的非测距两个方面,介绍了无线传感器网络定位的主要方法,并主要研究了基于移动的无线传感器网络定位新方法,包括节点定位算法、三维定位算法和智能定位算法。从实用性、应用环境、硬件条件、能源供应和安全等方面对该技术进行了概述。在分析传感器网络定位技术存在问题的基础上,提出可行的解决方案,并对未来的研究前景和应用趋势进行展望。     

基于最小二乘法的蒙特卡洛移动节点定位算法

针对无线传感器网络中蒙特卡洛移动节点定位算法的不足,提出了一种基于最小二乘法的蒙特卡洛移动节点定位算法。该算法根据运动的连续性,利用最小二乘曲线拟合的方法,推算出未知节点在下一时刻可能的位置区域,进行快速抽样和样本过滤。仿真结果表明:新算法在不同的网络连通度、不同的运动速度等情况下,均表现出良好的性能。     

一种无线传感器网络移动节点的三维定位算法

定位技术是无线传感器网络最重要的技术之一。对无线感器网络在三维空间的移动节点,提出一种基于蒙特卡洛的三维无线传感器网络非测距分布式定位算法。算法利用外接正方体来表示节点的通信范围和移动范围,根据未知节点每时隙最大移动范围和锚节点通信范围形成采样区域,依据锚箱的体积确定采样数量,随机采集的样点取均值作为未知节点的估计位置。介绍算法的原理,并进行仿真分析。仿真结果表明,在锚节点比例较少的情况下,该算法能获得比较理想的定位精度,优于传统的质心算法,有效实现了移动节点在三维空间的定位,且无须额外硬件支持和昂贵的测距设备,适合于大规模的无线传感器网络的节点定位。     

基于移动WSN目标追踪算法

水下移动无线传感器网络是追踪水下目标的重要手段,由于水下环境复杂,传感器节点会因为损坏或能量耗尽等问题脱离WSN网络,造成目标追踪困难。针对该问题,在拓扑熵理论基础上建立移动WSN目标追踪算法模型,利用拓扑熵对空间中点集拓扑关系描述移动WSN节点的部署情况。当有节点脱网后,通过不断计算拓扑熵值的变化合理调度节点移动,实现节点移动过程中的分布式自适应部署。仿真结果表明,在传感器节点损耗的情况下,提出算法和现有WSN目标追踪方法相比,在优化移动传感器网络的部署和目标追踪方面,具有更高的算法性能和效率。     

一种基于插值的室内指纹定位系统设计与实现

由于室内环境的复杂性,无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)室内定位的精度一直不够理想.本系统在测距定位算法和非测距定位算法的基础上,提出了基于信号强度RSSI(Received Signal Strength Indication)的指纹定位方法.该方法利用Cokriging插值算法建立定位区域的多维RSSI向量指纹,通过匹配目标节点的RSSI向量与指纹RSSI向量确定目标节点的位置范围,最后使用K-中心点聚类算法提取目标节点的实际位置.实际场景实验和仿真实验结果都表明此方法在复杂的室内环境中具有较高的定位精度.     

深度特征的核相关滤波视觉跟踪

针对核相关滤波目标跟踪算法中传统手工特征的不足,以核相关滤波方法的目标跟踪技术作为研究对象,利用深度卷积神经网络自动提取待跟踪目标的深度卷积特征,来代替传统的手工特征,利用从不同卷积层提取到的深度卷积特征分别经过核相关滤波器学习来得到不同的特征图,然后对多个特征图进行加权融合来确定待跟踪目标在视频序列中的位置,以此来提高跟踪算法在复杂干扰背景下的鲁棒性。     

基于移动锚节点无线传感器网络定位的算法

无线传感器网络应用在很多场合中,监测目标进行定位和跟踪是最基本的应用。在无线传感器网络中基于移动锚节点的定位算法进行设计仿真,网络部署成本显著减少。节点能耗减少,运行时间延长,而且在网络边缘上的节点100％都能获得节点位置．该设计算法能得到完整的网络信息,即使在网络节点出现故障后,通过移动锚节点来重新确认所有无故障节点的位置,进行重新定位。     

Specification and verification of reliability in dispatching multicast messages

Multicasting some pieces of information such as messages or packets (called dispatches) from source node(s) to a group of target nodes are governed by a specific sequence in the networked systems. The sequence is called a consensus that indicates an ordering on dispatches to be viewed by the target nodes. Achievement of consensus is a concern in some networked based systems such as distributed ones because the lack of consensus leads to conflict among target nodes reaction. A consensus protocol has some properties to be checked when a source node multicasts a sequence of dispatches to target nodes. The CBCAST protocol is a consensus protocol having properties for ordering and synchronization of dispatches in network communications. This paper thinks of the properties and formulates axioms to check them. The axioms can be practiced for network applications such as group communication and web services. Our approach has two phases consisting of modeling and formulation. The first phase addresses specification of sender and recipient processes by tabular automata. The second phase addresses formulation of axioms using the automaton.     

联合YOLO和Camshift的目标跟踪算法研究

为了解决传统目标跟踪算法在有遮挡后无法准确跟踪的问题,提出了将YOLO和Camshift算法相联合的目标跟踪算法.基于YOLO网络结构来构建目标检测的模型,在模型构建之前,采用图像增强的方法对视频帧进行预处理,在保留视频帧中足够图像信息的同时,提高图像质量,降低YOLO算法的时间复杂度.用YOLO算法确定出目标,完成对目标跟踪的初始化.根据目标的位置信息使用Camshift算法对后续的视频帧进行处理,并对每一帧的目标进行更新,从而可以保证不断调整跟踪窗口位置,适应目标的移动.实验结果表明,所提的方法能够有效地克服目标被遮挡后跟踪丢失的问题,具有很好的鲁棒性.     

一种基于目标分割的实时跟踪方法

为减少颜色相似背景在目标跟踪过程中对跟踪结果的影响,提出一种基于目标分割的实时跟踪方法。利用背景差分的方法进行目标分割,使用目标位置、大小及颜色的特征完成目标状态的更新,对连续帧之间的目标实施匹配跟踪,当2个目标重合分离时采用目标大小、颜色特征实现匹配。实验结果表明,该方法匹配跟踪速度较快、跟踪效果较好。     

动态无线传感网中低延迟高可靠的数据查询机制

查询处理作为大规模无线传感器网络中智能服务的一个重要操作,可以根据用户需求对网络中的感知数据进行检索和回传.然而,部署在恶劣环境中的无线传感网络,节点容易遭受外力破坏,或者自身资源(能量、存储等)有限,可能会导致节点发生位移和故障,从而造成网络拓扑不断改变以及部分节点的感知数据失效.同时,由于节点感知数据容量大、传输带宽有限以及网络链路不可靠等情况,可能会造成网络通信时延大大增加.这些因素使得快速、可靠的数据查询处理成为无线传感网中一个难题.为了解决这个难题,提出一种动态网络中低延迟高可靠的数据查询机制.该机制是一种非聚合随机查询方式,通过将传感节点划分为源节点和查询节点来实现数据查询.首先,根据监测事件将网络划分为若干个子区域,每个子区域中的源节点相互协作,并按照时间顺序依次轮流监听该区域的事件信息;接着,源节点根据预估的平均节点故障概率,计算出一个合理的备份数量,并将源数据按照该数量存储到邻居节点中,以降低源数据的失效概率;然后,为了加快数据查询速度,源节点定期对源数据块进行编码压缩,并选取剩余能量和存储空间较小的多个邻居节点作为下一跳接收节点.这些接收节点基于局部区域中节点个数大小,决定是否接收存储该报文.重复上述过程,直至压缩数据均匀地分布在网络中.另一方面,查询节点接收到查询请求时,也使用负载均衡多路分发方式将查询请求传输到部分节点上.为了避免目标数据的冗余回传,当查询请求成功查询到目标数据时,目标节点先修改访问位,再选取与查询节点距离最近的邻居节点作为下一跳接收节点,迭代执行上述操作,直到用户获得所需要的事件信息.在以上过程中,为了节省节点能量,在保证高成功查询率的条件下,建立通信能耗最小化的优化模型,计算出最优的压缩数据副本数和查询消息副本数,之后,源节点和查询节点分别按照该数量进行副本数据分发.最后,理论分析和实验结果表明,与其它四种查询算法相比,提出的查询机制具有更高的查询成功率、更低的通信能耗和通信时延.     

基于LSTM-KF的无线传感器网络数据漂移盲校准算法

针对无线传感器网络中传感器节点易发生数据漂移而导致采集数据失准难以使用的问题,提出一种基于LSTM-KF的无线传感器网络数据漂移盲校准算法.根据传感器网络拓扑情况建立连通支配集,以增强传感器节点间的时空相关性;训练LSTM网络,对目标节点与周围节点的测量数据建模;使用卡尔曼滤波器追踪和校准测量数据中的漂移量.仿真结果表...     

分布式粒子滤波实现无线传感器网络目标跟踪

为了延长无线传感器网络寿命,减小通信代价,提出一种层次型网络结构下基于粒子滤波的分布式跟踪算法.层次型网络由簇头节点和普通传感节点组成,簇头节点采用粒子滤波获得目标运动状态,联合当前时刻目标的本地估计位置、预测速度预测下一时刻的目标位置.并根据目标的预测位置判断是否转移簇首.目标离开节点探测范围后,节点进入休眠状态.实验表明,该方法能满足目标跟踪精度,并可有效的减少网络能耗,提高无线传感器网络使用寿命.     

双环网络[+1]边优先最短路径及其寻径策略

双环网络是一种非常重要的互联网络结构 .传统的最优寻径方法没有充分利用这一网络中同一节点到不同节点的最短路径之间的关系 ,所给的算法不是最优的 .定义了双环网络的一种最短路径—— [+ 1]边优先最短路径 ,在此形式下 ,不仅最短路径的形式唯一而且同一源节点到不同目的节点的最短路径之间存在递推关系 .给出了相应的递推公式 ,运用此公式 ,平均不到两次加法运算和一次比较即可找到源节点到所有其它节点的最短路径 .利用所得结果 ,源节点只需存储很少的信息就可以通过简单计算求得到任意其它节点的最短路径 .与传统方法相比 ,本算法提高了系统的寻径效率