基于ABC-LS的传感器节点定位算法

为了减少无线传感器网络节点的定位误差,提出一种人工蜂群算法(ABC)修正最小二乘(LS)定位误差的传感器节点定位算法(ABC-LS)。首先估计未知传感器节点与信标节点间距离,然后采用LS算法初步确定未知传感器节点位置,最后采用ABC算法对LS算法的节点定位误差进行修正,并采用仿真实验测试ABC-LS与其他节点定位算法的优劣。结果表明,ABC-LS提高了无线传感器节点的定位精度。     

基于接收信号强度指示的误差自校正定位算法

节点定位是无线传感器网络应用的关键技术。为了有效抑制各种环境干扰因素对未知节点定位精度的影响,提出一种基于接收信号强度的误差自校正定位算法。该算法通过信标节点之间的测距找出校正节点,用校正节点和质心信标节点的实际位置求得测距距离和实际距离,利用校正节点的误差自校正因子替换未知节点的测距误差因子,对测距误差进行补偿,最后利用加权质心方法确定未知节点的最终位置。仿真结果表明,该算法降低了测距误差对定位的影响,提高了定位精度,具有普遍应用价值。     

基于蛙跳算法的无线传感器网络节点定位

为减小测距误差对无线传感器网络定位精度的影响,将蛙跳算法应用到距离式定位算法的位置计算阶段中,提出了蛙跳定位算法。该算法在适应度函数设计中,根据节点间的测距信息对锚节点进行了加权处理,以降低测距误差对定位结果的影响。结合最小最大法构造初始种群,使其包含更多可行解,从而提高算法效率。仿真结果表明,与采用极大似然估计法或总体最小二乘法来进行位置计算的距离式定位算法相比,该算法有效降低了距离误差对定位精度的影响,具有较高的定位精确度和稳定性,是一种实用的无线传感器网络节点定位方法。     

WSN中DV-Hop节点定位算法的改进

为降低传统DV-Hop算法对未知节点估算距离的误差,提升WSN中的未知节点定位精度,提出一种基于未知节点估算距离修正的DV-Hop改进算法.该改进算法首先对节点的平均每跳距离进行修正,并根据节点分布和节点间邻居关系的特点引入节点远离度的概念,以区分未知节点和邻居锚节点的距离,降低估算距离的误差;然后对最小二乘法的误差进行修正,并利用邻居节点的通信范围限制关系对未知节点估算坐标的误差进行修正,以进一步减小未知节点的定位误差.实验结果表明,与传统DV-Hop算法及相关文献相比,改进算法可以有效减小未知节点估算距离的误差,提升未知节点定位的精度.     

基于RSSI差分校正的最小二乘-拟牛顿定位算法

针对无线传感器网络(WSN)中存在定位精度不足的问题,提出了一种基于RSSI差分校正的最小二乘-拟牛顿定位算法。在RSSI测距方面,首先通过信标节点的自校正定位求得误差校正系数,将该误差校正系数运用到求未知节点到信标节点的距离当中。在定位计算方面,该算法运用最小二乘法估计简单和拟牛顿法收敛速度快的特点,将最小二乘法计算出来的初值,用拟牛顿法对未知节点坐标进行迭代求精。通过仿真实验表明,本文提出的定位算法定位精度高,与传统的最小二乘法相比提高了近36%的精度。     

基于DV-HOP改进的无线传感器网络定位算法

由于在无线传感器网络中定位技术DV-HOP算法存在较大的误差,为提高其定位的精度,提出一种DDV-Hop算法对传统DV-Hop算法在两方面对未知节点定位进行优化。一方面在估算信标节点的平均每跳距离时提出理论最小跳数偏离度的概念,分析误差并进行距离的修正,另一方面通过信标节点的自身定位来获取定位误差对未知节点的定位坐标进行修正。仿真结果表明该优化算法提高了定位的精确度,减小了定位误差约8%~12%。     

无线传感器网络中的信标优化选择算法

针对无线传感器网络中节点定位精度的问题,提出了一种基于距离和Cramer-Rao下界的信标优化选择算法。该算法通过分析信标与节点间的距离和位置拓扑关系对定位精度的影响,选择CRLB值最小的信标子集进行位置估计,减少节点定位误差。仿真结果表明,该方法较大地提高了定位精度,降低了计算量,为合理选择信标子集提供了依据。     

粒子群优化在无线传感器网络定位中的应用

已提出的无线传感器网络节点的定位算法中大部分是针对二维网络,为了提高无线传感器网络节点的定位精度,提出应用粒子群优化实现无线传感器网络定位。该算法依据信标节点相对于未知节点的几何位置并利用粒子群优化算法估算未知节点的几何位置。通过仿真,并与最小二乘法比较,结果表明该算法能在不增加体积、成本、通信功耗的情况下,有效的提高节点的定位精度。     

基于区域分割的二次质心定位算法

为了解决锚节点分布不均匀时质心定位算法会产生较大误差这一问题,提出一种改进的质心定位算法。用初次质心定位结果来取代未知节点通信半径内距未知节点最远的信标节点,再进行二次定位来减小由于信标节点分布不均匀而导致未知节点的估计位置偏向距离较远的信标节点的现象。仿真结果表明,相比传统的一次质心定位算法,二次质心定位算法在定位精度方面有较大的提高。     

无线传感器网络中Dv-Hop定位算法的改进

针对Dv-Hop算法中锚节点与待定位节点的估算距离引入的误差较大,从而影响使用最小二乘法定位的问题,提出了一种改进的算法.该算法主要原理是借助RSSI测距技术,并对锚节点与待定位节点间估算距离排序选出误差较小的一组数据,选用此组数据构建最小二乘法方程组中的被减方程,以提高定位精度.仿真结果表明,与传统的Dv-Hop算法相比,改进后的算法在不增加额外硬件和计算量的前提下提高了定位精度.     

基于模拟退火算法改进的DV-Hop 无线传感器定位算法

In the classical DV-Hop algorithm, the estimation of unknown point coordinates by the hop distance and least squares method will lead to large errors. To solve this problem, a weighting factor is introduced to correct the average hop distance, and a simulated annealing algorithm is used instead of the least squares method to solve the unknown node coordinates. The number of beacon nodes and communication radius are taken as variables to study the improvement effect. The experimental results show that the positioning accuracy of the improved positioning algorithm is significantly improved, and the error rate is significantly reduced with fewer beacon nodes and smaller communication radius, which has higher practical application value.     

无线传感器网络DV-hop定位算法的改进

 DV-hop算法是无线传感器网络中典型的非测距定位算法,其核心思想是将平均跳距与跳数的乘积作为2个节点间的距离,即采用节点间跳段距离代替实际直线距离参与位置计算。跳段距离计算过程中的误差累计是影响DV-hop算法定位精度的主要因素。本文提出基于门限跳数的信标节点选择策略和基于权的平均跳距优化策略,通过这2种策略减少跳段距离计算过程中的误差累计,提高定位精度。改进后的DV-hop算法通过门限跳数优化信标节点的选取,仅将小于门限跳数的信标节点当作位置计算的有效节点,从跳数角度减少了误差累计;此外,改进后的DV-hop算法在未知节点平均跳距选取上,以最佳跳距替代最近信标节点的平均跳距,更加真实地反映了实际距离,从平均跳距角度减少了误差累计。仿真结果表明,改进后的算法在不同的信标节点数、不同的节点通信半径以及不同的节点稀疏程度下,均能得到更高的定位精度。     

无线传感器网络中一种修正DV-Hop算法

阐述了DV-Hop算法的基本原理。针对原算法中由于节点间跳数过大及小范围的部分节点聚集形成的相似误差使得未知节点的定位精度不高的问题,提出了一种修正DV-Hop定位算法。新算法通过设置门限值修正节点间的跳数,并利用信标节点的估计坐标和实际位置的偏差作为修正因子来修正未知节点的定位结果,同时剔除区域外的未知节点,提高了跳段距离估算精度,降低了定位误差。仿真实验结果表明,在不增加额外硬件的基础上,修正算法的定位精度明显要优于原算法,证明了修正算法的正确性。     

基于蜂窝网络拓扑的无线传感网定位算法

针对无线传感网中DV-Hop定位算法过于依赖信标节点数量以及定位精度低的问题,提出基于蜂窝网络拓扑的定位算法(LABCNT)。通过对网络中节点的有向筛选,选取满足特定条件的节点,构造一个蜂窝的网络拓扑结构,得到网络上节点的相对位置;根据拓扑结构中的第二个信标节点确定网络上节点的绝对位置;将已定位的节点升级为协作节点,采用最小二乘算法对域内其它未知节点进行定位。仿真结果表明,与DH-RLS、IDVH-LA、IDVH-HCHEC算法相比,LABCNT算法的定位精度较高,所需信标节点数量最少。     

基于TDOF的分布式激光定位系统设计与实现

依据无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)定位系统的理念,设计并实现了一套基于一组905 nm的窄带宽红外脉冲激光的高精度,高频率的室内定位系统.该系统利用到达分布式激光脉冲接收器的飞行时间差TDOF(Time Difference Of Flight)进行定位,激光接收模块作为信标节点采集来自同步节点和定位节点先后发出的激光脉冲,并通过串口方式发送TDOF信号到中心控制主机,中心控制主机通过TDOF信号与各信标节点的空间坐标进行定位计算,定位解算方法基于高斯牛顿迭代法(Gauss-Newton iterative algorithm)和最小二乘法(Least square method).实验结果表明,该系统的平均定位误差可优化到±6.5 mm内,并且可以通过更多有效数据,进一步提高定位精度.     

Grid-Scan算法定位误差和定位率的改进

针对Grid-Scan算法定位率及定位精度较低的问题,提出了一种基于虚拟锚节点的Grid-Scan定位算法。具体做了3个方面的工作：有邻居锚节点的未知节点只利用邻居锚节点进行定位,定位后的节点升级为虚拟锚节点;没有邻居锚节点的未知节点利用虚拟锚节点完成定位;锚节点及虚拟锚节点与未知节点采用不同的通信半径进行扫描并完成定位。仿真结果表明,相比传统算法,改进算法的定位精度和定位率分别平均提高了约6.35%和23.37%。     

WSNs中一种基于移动信标检测的定位算法

信标节点在无线传感器网络(WSNs)定位技术中起着重要的作用,它作为参考节点决定着被定位目标的位置。在WSNs的实际环境应用中,信标节点可能会因为各种原因发生移动成为不可靠的信标节点,此时依赖不可靠信标节点来定位的未知节点将可能产生较大的定位误差,甚至失去了利用价值。针对信标节点发生移动的问题,提出了一种定位前期的基于可用信标的移动信标检测(BAB—BMD)方案。在节点定位之前,对定位节点收到的所有信标进行检测,并对移动信标重定位计算其可靠度。然后,依据信标可靠度选择可用信标节点进行定位,即基于可用信标的信标择优(BAB—BOS)算法。实验结果表明:BABBMD具有较好的检测准确度,同时采用BAB—BOS定位算法定位准确度要高于未进行移动信标检测的定位准确度和丢弃移动信标的定位准确度。     

基于组合测距的无线传感器网络自定位算法

针对如何在锚节点密度较低的情况下提高无线传感器网络中节点自定位精度的问题,本文提出了一种基于RSSI和TDOA组合测距的加权质心定位算法.该算法分别对传统RSSI和TDOA测距模型增加了校验参数及温度补偿,将未知节点与锚节点间距离估计值的倒数作为权值参数,再利用加权质心算法计算出未知节点的位置坐标.硬件试验表明室内环境中基于改进RSSI测距模型的定位算法相比于传统RSSI质心定位算法的误差改进比率为56.2%,仿真结果显示基于组合测距的定位算法在锚节点密度较低时也能达到较高的定位精度.     

煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法

现有煤矿无线传感器网络节点定位存在定位精度差、功耗高等问题,提出一种基于信标节点规则部署的煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法,根据井下巷道特征成对部署信标节点,在定位估算时先将信标节点投影到与未知节点同一高度的水平面,再利用三边测量法进行平面定位,然后结合未知节点与信标节点的高度差即可实现三维定位。理论分析和仿真结果表明,该算法具有计算量小、通信量小、定位精度较高以及稳定性较好等特点。     

Aitken迭代法在无线传感器网络节点定位中的应用

传感器节点的自定位问题是无线传感器网络的重要研究内容之一.为了减小无线传感器网络节点定位中节点测距误差和定位算法自身引入误差的积累对定位精度的影响,建立了基于Aitken迭代公式的适用于无线传感器网络的迭代模型.算法包括两个阶段:第一阶段,利用DV-Hop算法进行粗定位;第二阶段,建立Aitken迭代模型,利用第一阶段的定位结果作为初值,求取定位结果的最优值.研究结果表明,该算法能够有效提高节点的定位精度,对于网络节点密度小、信标节点比例低的情况,算法效果显得非常明显.