无线传感器网络的定位改进算法

DV-Hop定位算法利用最近一个信标节点估计的平均跳距来计算未知节点坐标,降低了定位精度.提出了改进算法,对每个信标节点的平均跳距误差进行mandist和dist跳距修正加权,然后用加权处理后的平均跳距误差修正全网平均每跳距离,使其更逼近实际距离,最后得到未知节点的坐标.通过仿真,证明该改进算法可以有效地降低节点分布不均引起的测距误差,提高算法的定位精度.     

基于改进APIT的移动机器人动态定位

针对室内无线传感器网络通信传输不稳定和定位精度较差的情况,提出了一种移动机器人自主动态定位系统,通过实时选择邻近信标节点,确定节点坐标构成的边界,绘制局部网格空间,实现机器人动态定位.利用接收信号强度指标实现测距,然后采用基于测距的改进近似三角形内点测试（APIT）算法完成定位,再使用卡尔曼算法修正定位误差.该方法适用于室内网络传输不稳定的实际情况,采用卡尔曼滤波器获得最优数据.实验结果表明,该移动机器人自主动态定位方法比基于网格的极大似然方法具有更好的精度和适应性.     

RFID室内定位算法与天线布设方案研究

为提高室内定位系统性能、节约成本,提出一种基于多边测量的有源射频识别(RFID)室内三维定位算法。采取单个阅读器在4根天线下分时发射接收标签信号对未知标签进行定位,利用接收信号强度指示(RSSI)测得待定位标签到不同天线的距离,求解待定位标签位置。为探讨天线布设对定位精度的影响,对10 m×10 m×10 m空间内天线摆设方案进行了研究。仿真结果表明:采取4根天线对未知标签进行定位,先用多边定位法求出初始位置,再用迭代法求解标签坐标,并对标签定位3次,取其均值作为最终结果的方案, 其定位效果好;定位天线所构成的四面体体积越大,三维定位的误差均值越小。       

基于RSSI修正的近似三角形加权质心定位算法

节点的自身定位技术是无线传感器网络研究的核心技术,具有广泛的应用前景.针对基于RSSI测距技术的节点定位算法存在测量误差相对较大的缺陷,提出一种基于RSSI修正的近似三角形加权质心定位算法.该算法针对RSSI测距易受环境干扰,对测距数据进行高斯拟合和求均值,并以此作为节点的RSSI测量值.在此基础上,利用排序算法对测距结果进行排序,优选信标节点做三角形内点测试,最后采用加权质心定位算法来确定未知节点的坐标.仿真结果表明,改进算法改善了节点的定位精度.     

一种基于DV-HOP改进的无线传感器网络定位算法

针对无线传感器网络中经典定位算法DV-HOP定位精度低的缺陷,提出改进算法。该算法采用新的方式计算未知节点与锚节点的距离,提出锚节点信任度的概念,并利用加权最小二乘法计算节点坐标。Matlab仿真实验结果表明,在相同网络环境下,该算法能有效减小距离计算带来的定位误差,提高定位精度。     

无线传感器网络三维节点的插值规划定位

针对无线传感器网络中传感器节点的初始位置未知的问题,提出一种基于插值和规划算法的无线传感器网络三维节点定位算法.该算法利用锚节点坐标将节点所在空间曲面建立,并利用接收信号强度指示（RSSI）值和无线信号传播模型推导出所有可通信节点间相对距离.最后,利用0-1规划在空间曲面上选出满足距离约束且与未知节点数量相同的插值节点,从而估计出未知节点的空间位置.该算法设计简单,通信开销少.仿真结果表明,该算法具有较小的节点定位误差,并具有良好的稳定性和扩展性.     

利用测距值优化的室内三维定位算法

为了解决实际误差分布与假设误差分布不匹配导致最小二乘三维定位算法精度较低的问题,提出一种基于测距值优化的最小二乘室内三维定位算法.结合残差修正、Cayley-Menger行列式及空间四面体几何约束,利用非线性规划方法优化测距值,使测距误差符合高斯分布特性,从而提高最小二乘三维定位算法的定位精度.实验对比分析结果显示,所提算法具有较高的定位精度及稳定性.     

基于多元变量泰勒级数展开模型的定位算法

传统Taylor级数展开模型只考虑未知节点和锚节点之间的距离,没有考虑未知节点之间的距离,定位信息不够全面,从而导致定位精度不高。为了进一步提高定位精度,该文提出了一种新的基于多元变量Taylor级数展开模型的定位算法。首先考虑未知节点之间的距离信息,建立新的基于多元变量Taylor级数展开的定位模型。然后,在对新的定位模型求解过程中,采用粒子群算法对未知节点进行定位,获得其位置的初始值。再根据加权最小二乘法求出新模型的解,作为未知节点的估计位置。最后,为评价该算法的性能,对定位结果的克拉美罗界（CRLB）进行推导。仿真结果表明基于多元变量Taylor级数展开模型的定位精度更高,定位误差接近CRLB。     

基于RSSI的煤矿巷道高精度定位算法研究

无线精确定位被广泛应用于矿山物联网技术领域,针对煤矿巷道定位算法普遍存在定位精度不高、误差大、易受环境干扰、被定位目标抖动和漂移等问题,提出一种基于高斯滤波的分段实时计算动态路径损耗因子α和环境参量ε_σ的接收信号强度指标(RSSI)高精度巷道定位算法.实验中采用加权最小二乘法和最小二乘法曲线拟合方法,实时动态计算路径损耗因子和环境参量来构建符合煤矿井下特殊环境的信号传输模型;在位置坐标求解阶段引入距离误差修正参数Δμ,采用标准最小均方差迭代估计出未知节点的位置坐标.以锚节点不同布置方案对算法进行实地测距验证.结果表明:提出的算法定位平均精度为1.6m,最坏情况是2.8m,横向平均误差为1.2m,纵向平均误差为0.8m;相比固定路径损耗因子的RSSI算法提高了定位精度,降低了误差率.     

基于RSSI的改进泰勒级数室内定位算法

室内定位算法的定位范围有限,对定位精度的要求比较严格.泰勒级数展开的定位算法,在研究分析基于信号接收强度(RSSI)的测量距离时,计算接收信号强度转换为距离并不可靠,影响最终定位精度.通过对节点接收信号强度进行采样并分析,滤除过大误差,来进一步减小测量误差以达到提高定位精度.泰勒级数展开的初值可以通过传统加权质心定位算法获得.通过MATLAB仿真实验结果验证了该改进型算法的可行性和有效性,复杂度低且提高了泰勒级数定位算法的定位精度.     

基于空间变异理论的电子地图构建方法

为提高位置指纹法在离线采样阶段建立电子地图(radio-map)的工作效率,提出了一种基于空间变异理论的radio-map构建的方法.将信号强度采样分解为趋势项和随机项描述其空间连续性和变异性.通过信号传播衰减模型建立趋势项和收发距离间的函数关系,利用普通克里金算法对非采样位置信号强度随机项进行最优线性无偏估计.最终实现根据少量采样计算定位区域任意位置信号强度的点估计.实验结果表明,该方法对信号强度的估计精度好于距离反比加权算法,在降低构建radio-map工作量的同时保证了定位精度.     

基于RSSI修正的相似度推荐定位算法

针对RSSI测距容易受到环境干扰,提出一种基于RSSI修正的相似度推荐定位算法.该算法对RSSI测距数据进行残差修正,以减小RSSI误差对定位精度的影响,并利用样本点与未知定位区域的相似度来确定未知节点的坐标,降低了计算复杂度.仿真结果表明算法有效可行,可较好地改善节点定位精度.     

垂直交点APIT定位改进算法

针对APIT算法存在的问题,提出了一种新的判断未知节点位置的方法。首先选择3个任意组合的锚节点,通过任意一个锚节点对另外两个锚节点所在直线作垂线得到垂直交点,通过比较这个锚节点到交点的距离和它与未知节点的距离的关系,初步判断未知节点位置,同时,通过加权质心定位算法得到未知节点的精确估计值。Matlab仿真结果表明,改进后的算法相比较经典APIT算法在定位精度上有了很大提高。     

WSN中基于多功率移动锚节点的智能定位算法

针对无线传感器网络节点定位,提出一种基于多功率移动锚节点的改进鸡群定位算法。移动锚节点按照移动模型遍历定位区域,通过功率控制发射信标信号,未知节点接收到信标信号后,利用测距模型建立距离方程并采用最小二乘法计算节点坐标,再使用鸡群算法对节点坐标进行修正。仿真结果表明,改进鸡群定位算法的定位精度和收敛速度皆有所提高。     

基于模拟退火聚类的室内定位算法

针对大型室内场景下现有指纹定位算法运算复杂度高、定位精度低的问题,提出一种基于模拟退火聚类的室内定位算法。该算法采用模拟退火聚类的方法完成对指纹空间的聚类和划分,有效降低了指纹匹配所需的候选指纹数量,并消除了具有一定特征相似性的奇异点,从而降低了运算复杂度,提高了定位精度。实验结果表明,该算法可计算出定位环境下指纹空间的最优聚类数从而确保定位精度,较K 均值聚类定位算法和KNN算法定位精度高,且定位精度不受初始值影响。     

基于煤矿井下WSN的RSSI加权质心定位算法研究

针对井下传统无线网络RSSI加权质心定位算法精度不高的问题,首先提出了一种基于接收信号强度值作为加权因子的加权质心定位算法。算法以动态获取未知节点当前区域的路径衰减系数为基础,通过挑选出未知节点当前活动区域最优参考节点,计算出彼此之间的距离,确定当前未知节点的最优通信半径范围。算法中还选取参考节点和未知节点之间的信号强度RSSI值作为加权因子,一定程度上又减少了传统上通过计算得到节点间距离作为加权因子算法带来的误差。仿真结果表明,改进的定位算法更加适合煤矿井下未知节点具有移动性的特点,在相同测试条件下,比传统加权质心算法精度有了很大的提升。     

无线传感网络改进APIT定位算法

未知节点定位是无线传感网络中的研究重点之一,目前最常用算法为基于免测距原理的APIT算法.该算法具有通信开销小、硬件简单易实现等优点,但其基本思想为质心原理定位,故定位精度难以提高,特别是当锚节点稀疏时无法定位.针对APIT定位算法无法定位,锚节点三角形不包含待定节点的情况,提出一种改进两点定位法,并与原APIT定位算法相结合,提高了定位精度及未知节点覆盖率.     

NLOS环境中的线性回归最小二乘三维定位算法

针对室内非视距无线环境中移动终端的三维定位问题,提出了一种非视距无线环境中基于线性回归与最小二乘法的三维定位算法。首先,基于无线通信环境中波达时间(TOA)的测量误差具有正偏置的特性,运用线性回归估计测试终端到基站之间的非视距测量距离误差与真实距离之间的线性关系;然后,根据该线性关系运用最小二乘原理对移动终端进行三维几何定位。实验结果表明,算法具有较高的定位精度,最大定位误差不超过2 m,且在非视距环境下,所提出的定位算法不仅不需要TOA的时延分布先验知识,而且定位精度优于其他基于TOA的两阶段最小二乘定位算法的定位精度。     

基于RSSI的四边测距改进加权质心定位算法

该文根据接收信号强度指示的测距特性,改进四边测距,并提出一种改进的加权质心定位算法。首先引入统计中值加权的方法,有效地降低了采集RSSI信号时的测量误差。然后运用Euclidean节点定位算法,改进四边测距算法。为进一步提高精度,对WSN定位技术中关于未知节点近似位置的算法做了修正,并对加权质心定位算法中的加权因子进行了优化,使未知节点的定位精度更加精确。相比之前的许多加权质心定位算法,仿真结果表明,改进的质心定位算法在定位精度方面有很大的提高,鲁棒性也较高。     

无线传感器网络三维抽样定位

为了减小定位误差、提高算法的适应性,利用三维空间抽样和范围约束的方法,并结合对成功样本点的加权筛选,获得节点的三维估计坐标以实现定位.针对不同的节点功能,算法可以在基于跳数和基于距离两种方式下进行,并采用三种不同的抽样方案对这两种方式进行了分析和比较.初步仿真实验显示了该三维定位算法可以在锚节点比例20%的情况下,定位误差低于通讯半径的25%;测距误差增大到通讯半径的50%时,定位误差不超过通讯半径的35%.