大规模无线传感器网络分布式无锚节点定位算法

提出了一种低成本的大规模无线传感器节点分布式定位算法--仅需要选出少量参考节点和利用节点自身的无线收发器即可实现整个网络节点的定位的无锚节点定位算法.该算法首先从网络中所有普通节点中按照一定准则选取5个基准节点,以这5个基准节点作为"锚节点",确定一个坐标系;其他未知节点将根据到基准节点的距离计算出自身坐标.未知节点到...     

卡尔曼滤波在无线传感器网络节点定位中的应用

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,建立了适用于无线传感器网络的卡尔曼滤波模型.采用渐消自适应卡尔曼滤波对基于距离的初始定位算法进行求精,通过一跳节点间的相互制约,在全局范围对未知节点进行定位;基于卡尔曼滤波模型,对无线传感器网络的分布式算法和集中式算法的计算量进行了研究,得出计算量与节点数目的关系.研究结果表明,卡尔曼滤波能够有效提高节点的定位精度,尤其适用于网络节点密度小、信标节点比例低的情况.     

水下网络移动节点分布式定位算法

随着水下网络系统的发展,水下移动节点的分布式定位技术的研究受到关注。提出了一种自组织、可容忍节点失效与测距误差、计算量和通信开销小的分布式水下节点定位算法,该算法利用自适应加权、循环三角组合测量法提高定位精度。对基于TOA测距的循环三角组合算法的定位精度进行了仿真,分析参考节点数对平均定位误差的影响,并与三边测量法的定位精度进行了比较。仿真结果表明,该算法具有较高的定位精度,对节点失效和测距误差的鲁棒性高,并且降低了水下网络对参考节点的密度要求。     

二次误差修正的DV-Hop优化定位算法

介绍了无线传感器网络中DV-Hop定位算法的原理,分析了其误差产生的主要原因.针对传统DV-Hop算法在定位过程中求出的平均每跳距离值误差较大以及最终定位结果精确度不高的问题,提出了一种改进型DV-Hop定位算法.在改进算法中,信标节点通过计算一次误差修正了平均每跳距离值,通过计算二次误差修正了信标节点定位误差区域,从而使最终计算出的节点坐标更接近于真实值.仿真结果表明,改进算法在无需额外增加硬件开销的前提下,可以有效地提高定位精度.     

蚁群循环定位算法在WSNs节点定位中的应用

针对无线传感网络中测距和定位算法复杂、精度不高的问题,提出了一种基于蚁群算法的循环定位算法。首先,利用接收信号强度指示(RSSI)方法测量距离,并建立信号衰减模型来计算测距公式。然后,利用循环定位算法对8个锚节点进行循环定位,将定位结果的平均值作为盲节点的最佳位置。最后,将该算法与加权质心定位算法和三边测量法进行对比,实验结果表明,循环定位算法的定位精度和稳定性更佳。     

微粒群算法在无线电干涉测距定位中的应用

节点定位是无线传感网络的重要支撑技术.无线电干涉测距虽然测距精度高,但用遗传算法和迭代最小二乘算法进行节点定位的误差较大,本文针对这一问题.提出了基于微粒群算法的节点定位.该算法能够解决连续空间多维函数的优化问题,满足了基于无线电干涉测距节点定位的需要.仿真证明:该算法具有实现简单,运行稳定,计算误差小等优点.与其他常用节点定位技术相比,无线电干涉测距定位技术具有定位精度高,传播距离远,所需硬件设备少等优点.     

一种低计算复杂度的无线传感器网络分簇定位算法

针对已有的集中式定位算法定位精度低,而分布式定位算法计算复杂度高、通信量大的问题,提出了一种适用于无线传感器网络的计算复杂度低的节点分簇定位算法.首先,提出满足最大连通度的多边界节点分簇算法,采用此算法把网络划分为若干个簇,各簇分别进行簇内节点定位;其次,各簇进行融合,最终实现全网节点的定位.仿真结果表明,这种分簇定位算法比分布式定位算法计算复杂度低、通信量小、定位精度相当或略差,比集中式定位算法计算复杂度低、通信量小、定位精度高.采用该算法可以降低传感器网络节点定位过程中的能耗,提高计算效率,延长网络寿命.     

可扩展、全分布式的基于连通度定位算法在无线传感器网络中的研究与实现

提出一种全新的基于无线传感器网络中节点之间连通度的定位算法。该算法适用于大规模的非均匀分布的无线传感器网络。与现有的基于连通度定位算法不同的是,提出的算法是完全分布式的。传感器节点只需要得到邻居节点的信息既能进行自定位。这一算法具有较高的扩展性、有限的误差放大率和呈线性增长的计算量等优点。本算法不仅在理论上得到有效地证明,同时在实验环境中也有比较好的性能。     

基于时空滤波的无线传感器网络抗差节点定位算法

针对无线传感器网络的最小二乘定位算法抗差性的不足,提出了一种基于时空滤波(STF)的抗差性加权最小二乘(WLS)节点定位算法--STLS.该算法基于空间域滤波的数据一致性检测算法利用相邻节点间必须满足的几何约束关系,采用优化矩阵操作,剔除粗差邻居节点,其计算复杂度为多项式的平方.通过使用具有2步收敛特性的DFP算法,最小化目标代价函数,实现节点的快速定位.实验结果表明,在均匀网格拓扑或各向异性C型网格拓扑下,该算法均可有效识别和剔除测距低估粗差点,其定位精度明显优于未进行空间一致性检测的加权最小二乘定位算法,当网络平均连通度较低时,该优势表现得尤为明显.     

基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位算法

提出一种新的基于非对称往返测距的海洋无线传感网络节点定位(LMARR)算法,该算法利用节点间非对称的接收与发送测距信息的时间差,推算出节点间海水声速以及未知节点与其邻居参考节点之间的距离,将三维距离信息转换成二维,运用最小二乘法完成定位计算。与SWN和ARTL算法相比较,仿真结果表明:LMARR算法能有效地提高节点定位的精度,特别是在深度为20～120m海水声速持续变化的区域,定位精度比SWN算法提高了20%,比ARTL算法提高了33%;此外,LMARR算法还具有较高的稳定性。     

多浮标定位系统最优布站分析

针对多基地、多浮标定位系统,不同的布站方式、布站数量对系统定位误差均有一定影响。从定位误差方程推导出定位误差最优目标函数,探讨了在有限的条件下如何提高系统定位精度,给出了精度与布站数、布站距离、布站位置之间的关系。通过分析基本布站方式,以及布站方式与精度之间的关系,根据得到的分析方法,对三种布站方式进行了精度分析,得到了与实际情况相符的结果。通过Matlab仿真,给出了3～8个浮标与定位精度的效果图示,分析了布站数与定位范围、布站半径与布站面积之间的关系,并得到最佳布站方式及布站半径,在实际应用中具有较好的参考价值和指导意义。     

直流电机复合定位控制系统性能分析及系统优化

在直流电机复合定位控制系统(CPCS)设计过程中,发现电机速度等动态响应曲线发生振荡,表现出一定程度的不稳定性.为探究这一振荡与控制系统内在结构之间的关联性,使用MATLAB对PID及CPCS系统动态响应、根轨迹及频率特性等进行分析、比较.结果显示：高阶控制系统的传递函数总可以通过降阶等方式简化为具有1个实数零点、1个实数极点和2对复共轭极点的基本形式.其中离原点位置较近处的一对复共轭极点的移除是造成CPCS系统稳定性下降,产生振荡的根本原因.该振荡可通过增大另一对复共轭极点实部或减小虚部的方法予以降低或消除.这一结论对提高控制系统的定位精度和稳定性具有重要的参考意义.     

一种适用浅海声源的多阵列直接定位方法

针对水下传感器网络系统中的声源定位问题,提出了一种适用于浅海声源的多阵列直接定位方法。该方法根据简正波理论建立阵列接收模型,并根据各阵列接收数据建立联合似然代价函数,最后利用遗传算法进行多维搜索,直接获得声源二维位置估计。仿真结果表明,该方法的声源定位误差小于传统的分步定位方法的定位误差,在较高信噪比时的定位误差稳定在50 m内。该方法通过多阵列联合直接得出声源位置估计,避免了传统分步定位方法中二次估计误差的引入,从而提高了声源定位的精度。     

基于AHP的塔式起重机智能驾驶室设计研究

目的 解决塔式起重机驾驶员在工作中的痛点和需求,如驾驶员需长时间待在空间狭小的塔机驾驶室内,而驾驶室内存在无法上厕所、布局不合理、操作不便等问题。基于用户需求和智能性发展趋势为未来塔机驾驶室设计提供有效的指导。方法 通过相关文献研究,运用访谈法调研用户需求,并将其转化为设计点和智能技术结合点,建立塔机智能驾驶室设计需求层次分析模型,通过层次分析法得出各需求要素的权重值,并完成一致性检验,最终得到一个优质的设计方案。结论 总结了塔机驾驶员的痛点及需求,并将其转化为设计点和智能技术结合点,以此提出了塔机智能驾驶室的设计需求层次分析模型,其中一级指标的重要排序为安全性、舒适性、智能性和便捷性。最后基于用户需求和塔机未来发展趋势设计了一款塔机智能驾驶室方案,从智能监控系统、智能交互系统、智能卫生系统、智能玻璃界面等方面进行了设计和应用。     

复杂环境下贵阳电厂2~#冷却塔抢险爆破

为安全、快速完成贵阳电厂2#冷却塔的抢险爆破,采用定向倒塌的爆破拆除方案。首先在施工过程中对塔顶进行位移监测,以确保施工过程的绝对安全;然后根据冷却塔目前的结构特点,为实现爆破时冷却塔的充分解体,采取提高定位窗和卸荷窗的切口高度,确保塔体在机械预处理过程中的稳定性;最后采用ANSYS软件分离式共节点模型,对爆破方案进行了数值模拟,验证了所选用方案的可行性。鉴于冷却塔附近铁路高架桥的重要性,采用了开挖减振沟、敷设缓冲堤及搭设防护排架综合防护手段,最终圆满完成了冷却塔的抢险爆破,可为类似工程提供参考。     

基于WSR的塔机驾驶室空间布局优化设计研究

目的 为提高现有塔机驾驶室布局的工作效率和舒适性,提出塔机驾驶室布局优化设计方案。方法 采用WSR方法,从物–事–人三个维度系统梳理各部分要素之间的关联性,在物理层面将驾驶室划分为操作视野区、控制区、生活区,在事理层面将驾驶员的行为流程划分为工作行为和生活行为,在人理层面将驾驶员的需求划分为生理需求和心理需求,剖析每个层面的问题,提出设计要点,建立塔机驾驶室空间布局优化设计方案。最后,采用JACK人机仿真方法,对驾驶视野可视性、驾驶员坐姿上肢可达性、驾驶员的操纵姿势舒适性三方面验证人机因素合理性;使用量表评分调查驾驶室空间布局设计方案的满意度评价。结论 通过物理、事理、人理三个维度详细全面的分析,得出塔机驾驶室布局优化设计要点,对现有塔机驾驶室的空间布局要素合理划分和优化设计,使其空间得到有效利用,进一步提升驾驶员的易操作性、舒适性、流畅性。验证了WSR方法对塔机驾驶室空间布局设计分析是有效的分析方法,为相关设计分析提供一定参考。     

Improved GNSS Cooperation Positioning Algorithm for Indoor Localization

For situations such as indoor and underground parking lots in which satellite signals are obstructed, GNSS cooperative positioning can be used to achieve high-precision positioning with the assistance of cooperative nodes. Here we study the cooperative positioning of two static nodes, node 1 is placed on the roof of the building and the satellite observation is ideal, node 2 is placed on the indoor windowsill where the occlusion situation is more serious, we mainly study how to locate node 2 with the assistance of node 1. Firstly, the two cooperative nodes are located with pseudo-range single point positioning, and the positioning performance of cooperative node is analyzed, therefore the information of pseudo-range and position of node 1 is obtained. Secondly, the distance between cooperative nodes is obtained by using the baseline method with double-difference carrier phase. Finally, the cooperative location algorithms are studied. The Extended Kalman Filtering (EKF), Unscented Kalman Filtering (UKF) and Particle Filtering (PF) are used to fuse the pseudo-range, ranging information and location information respectively. Due to the mutual influences among the cooperative nodes in cooperative positioning, the EKF, UKF and PF algorithms are improved by resetting the error covariance matrix of the cooperative nodes at each update time. Experimental results show that after being improved, the influence between the cooperative nodes becomes smaller, and the positioning performance of the nodes is better than before.     

只利用旋臂旋转运动的起重机消摆控制

本文针对在起重机系统中由旋臂旋转运动产生的二维荷载摆角问题提出一种只基于旋臂旋转运动的控制方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的消摆控制。首先,采用干扰观测器导出起重机的部分线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量等参数变化具有鲁棒性。其次,基于该模型设计一个非线性控制器,并应用李雅普诺夫稳定性定理确保控制系统的稳定性。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现一种无需控制旋臂起伏运动的执行机构的起重机,从而大大地简化其结构和降低其制造成本。     

一种基于多用户协同的网络定位性能评估方法

常见的网络定位技术主要有GNSS定位、基站定位、WiFi定位三种,每种定位技术都有其应用的场景和优缺点。现有的定位性能评估方法因涉及较专业的实验室设备,存在设备采购和维护成本高、场景覆盖较少等问题。本文提出了一种基于多用户协同的网络定位性能评估方法,该方法通过多用户手机协同机制采集大量高精度的GNSS基准位置评估基站或WiFi等粗精度网络定位性能,文章分析了该方法的实现流程,并通过试验场景和数据分析对比,最终给出了评价。     

长基线水声定位系统中一种迭代声速修正算法

长基线水下目标定位算法主要根据几何原理进行定位,目前常用的解算方法是根据几何原理列出方程组,直接对方程组进行解算得到目标位置的近似解。通过对长基线定位算法方程组的几何分析,选取不同几何交汇点作为目标近似解,比较各目标近似解的定位精度并找到最优解;同时依据解算算法及其几何关系,提出一种迭代声速修正算法,不但提高了同步工作方式下阵内目标点的定位精度,而且算法复杂度低,实现简单。最后,通过仿真分析验证了此算法的有效性。