非视距环境下的超宽带室内定位算法

为了进一步提高超宽带技术在非视距室内环境中的定位精度,研究了抑制非视距误差的定位算法。首先,对非视距环境下的TDOA定位模型进行重构;其次,推导出非视距情况下均方根时延拓展的统计模型,获得附加时延参数的估计值,对TDOA测量误差参数校正;最后,通过最小二乘法初步估计出目标节点位置,将其作为粒子群算法的初始值进行智能粒子群算法求最优解,惯性权重在迭代中按照高斯函数的策略变化。仿真结果表明本文提出的优化算法可有效减弱非视距误差在复杂室内环境中定位的影响,进一步提高定位精度和算法的收敛速度。     

无线传感器网络节点的非视距定位方案研究

在无线传感器网络定位中,节点精确定位面临的一个主要问题是信号的非视距传播,非视距误差是节点定位误差的主要来源。在分析非视距误差抑制技术的基础上,提出了一种新的残差加权定位算法。算法通过逐步减少距离测量值个数的组合方式,在每一步选取残差最小的组合,再用加权平均的方法,并利用改进的最小二乘法计算节点临时坐标。仿真结果表明,算法具有较高的定位精度,在不同的非视距误差下表现稳定。     

基于TDOA和RSS的可行域粒子滤波非视距定位算法

针对室内复杂环境下无线传感器节点的信号传播状态在LOS/NLOS之间切换的现象,提出基于TDOA和RSS的可行域粒子滤波非视距定位.首先采用基于TDOA和RSS两种测距模型的假设检验方法去辨识测量信号中是否存在NLOS现象,然后采用考虑NLOS测量信息的可行域粒子滤波方法对未知移动节点的位置进行定位.仿真结果表明,所提出的方法优于最小二乘法、普通的粒子滤波算法以及仅采用RSS测距模型的粒子滤波算法,具有较高的定位精度.     

椭球约束下减小三维定位中的非视距误差

采用精度较高的TOA测距方法对位于三维表面的节点进行定位时,非视距传播现象会造成测距值出现较大的正向误差。针对非视距误差提出一种判别算法,对参与定位的锚节点进行筛选,剔除掉非视距误差较大的锚节点,再用残差加权算法进行最终的位置估计。与最小二乘法和残差加权法相比,能够有效地减小非视距误差的影响,具有更高的定位精度。     

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。     

PSO-LS：一种非视距环境下目标定位方法

非视距误差是影响室内定位中定位精度的关键因素。为了减少非视距误差对定位的影响,论文提出粒子群和迭代最小二乘的联合定位方法。首先通过粒子群算法得到粗略的目标位置初值,再使用迭代最小二乘法对位置不断更新,从而得到目标位置的精确估计。针对最小二乘仅适用于误差近似服从高斯分布的情况,使用Anderson-Darling检验法选取合适的测量序列,从而使目标定位精度进一步提高。仿真结果表明,PSO-LS算法在使用较小计算量的情况下,使目标定位的精度达到了2cm以内。     

NLOS环境下无线传感器网络TOA定位算法

针对现有定位算法定位精度低、适用场景少的问题,提出一种非视距传播（NLOS）环境下的无线传感器网络电波到达时间（TOA）定位算法。对未知节点位置进行初步估计,将该估计值作为初始迭代参考点,利用泰勒级数展开法进行迭代计算,得到未知节点位置的二次估计值。使用二次估计值反推得到未知节点与各传感器锚节点的近似距离,将原始TOA测量距离与该近似距离之差作为非视距传播误差值,从而剔除NLOS误差较大的TOA测量组,利用误差修正后的TOA测量组再次进行泰勒级数迭代处理,实现未知节点的精确定位。仿真结果表明,该算法可有效抑制NLOS误差,相比传统定位算法,其定位误差小、定位精度高。     

NLOS环境中的拉格朗日乘子改进约束最小二乘定位算法

无线通信中的非视距误差是影响传统定位算法精度的主要因素.因此本文针对存在锚节点与移动节点的无线传感网络,提出了一种利用拉格朗日乘子法改进的约束最小二乘定位算法.算法核心思路在于运用拉格朗日乘子法修正约束最小二乘代价函数来构建新的目标函数,同时也提出一种分组定位组合的思想以进一步提高定位性能.仿真结果表明在非视距误差较大或网络中固定节点较多时,提出的算法可以有效消除非视距误差引起的定位精度损失,同时本文算法还具有随节点数目增加而提升优势的特性.     

基于超声波技术的3D定位系统研制

精确的位置信息是B3G移动通信系统实现普适计算功能的要求,提供位置信息的系统必须是低成本、低电子复杂性、放置方便和多目标定位的;系统由中心节点、超声波接收传感器节点和超声波发射信标节点通过无线通信链路构成定位网络;信标节点和多个传感器节点在中心节点通过无线通信链路的协同下分别测出超声波在它们之间的视距传播时间,进而依据已知的传感器节点位置和声速,利用最小二乘法计算出信标节点的位置;给出了本定位系统的组成框架、定位算法、基于nRF2401无线收发模块建立无线通信链路的MAC协议和超声波收发时间差的修正方案;本定位系统达到了设计目标,实验结果表明定位精度也满足应用要求.     

粒子群离散算法在无线传感网络中的应用

无线传感器网络通过少数确定锚节点计算到其他节点距离,确定节点坐标。其中DV-Hop定位算法通过最小二乘法求解坐标,累计误差随节点平均距离误差呈指数增长,定位精度较低。提出了用粒子群PSO离散算法替代DV-Hop中的最小二乘法,既发挥PSO全局搜索能力,又避免标准PSO算法过早收敛的问题。实验结果表明,新算法定位精度很高,受距离误差影响不大,能很好地应用于无线传感器网络的定位过程。     

基于DBSCAN的无线传感网定位方法

在NLOS传播环境下,为了获得更好的定位性能,由多个已知传感器节点测量来自未知节点的电波到达时间TOA,对TOA测量数据进行分组处理和加权最小二乘估计进而获得未知节点的初步定位结果,依据多次测量和估计并采用DBSCAN进行聚类处理从而剔除坏点获得较小的定位误差,实现了对未知节点的精确定位,最后进行实验仿真。计算机仿真结果表明所提出的定位方法能有效地抑制NLOS误差,具有较小的定位误差,鲁棒性较强,并较其他传统定位法进一步提高了定位精度。     

非视距环境下基于粒子群的超宽带定位算法

将智能算法应用到无线传感器网络定位技术中是一种全新的尝试,粒子群算法是其中的一种典型算法.根据超宽带(UWB)定位原理,建立基于粒子群算法的定位模型,在非视距(NLOS)环境下,利用NLOS误差导致的附加时延和由信道决定的均方根时延扩展的联合统计特性,进行NLOS误差补偿,在迭代过程中采用线性递减的惯性权重,粒了群通过不断追踪个体极值和局部极值,更新自身的位置与速度,从而找到全局最优解,仿真结果表明正确率达90％以上.     

非视距环境下室内RFID标签定位算法研究

在室内无线定位中,由于受到非视距NLOS的影响,信号的传播变得复杂起来。复杂的传播环境使得传统的定位算法例如最小二乘算法(LS)或者CHAN算法无法达到我们需要的精度。在使用无源超高频无线射频识别(Passive UHF RFID)技术的基础上,分析和建立了UHF RFID信道模型,并由此对定位误差进行了分析。基于运用相位法POA进行测距而得到的距离信息,提出了一种两步式标签定位算法:首先使用凸优化中的内点法将非视距误差消除,再使用加权残差方法进行精确定位。通过仿真结果的比较,表明本文提出的算法优于传统算法。     

改进的无线传感器网络节点定位算法

为了减小无线传感器网络(WSN)节点定位中非视距传播误差产生的影响,提高节点定位精度,提出一种基于残差加权的牛顿迭代定位算法。先利用残差加权算法定位,得到未知节点的初步位置,再将该节点位置作为牛顿迭代定位算法的初始值进行迭代计算,最终得到更为精确的节点位置。仿真实验结果表明,该算法能有效地抑制非视距传播误差的影响,提高传感器网络节点定位的精度,且性能稳定。     

锚节点优化选择的最小二乘定位方法

在最小二乘定位过程中,由于环境噪声、无线信号的多径、反射和非视距传输等复杂传输环境,以及距离估计过程中存在的缺陷等负面因素,引起在未知节点与各个锚节点间的距离估计结果中存在不同程度的误差,导致最小二乘定位精度较低.基于此,提出了基于最小标准差的锚节点优化选择的最小二乘定位方法（least square localization method based on anchor nodes optimization selection through minimum standard deviation,简称LS-ANOS）.首先,采用基于nanoLOC的双边对等测距方法多次重复测量未知节点到各个锚节点间的距离,并对这些距离估计值进行统计计算.然后,从输入测量误差对定位结果的影响机理出发,采用动态滑动窗口单遍扫描的策略,优化选择出高质量的距离估计值,从而确定优选的锚节点.最后,基于最小二乘定位计算实现了高精度的定位,为后续导航等应用处理方法提供先验和决策信息.实验及评估结果表明,基于最小标准差的锚节点优化选择的最小二乘定位方法能够有效地提高定位精度.     

基于IMM-IKF的无线传感器网络非视距节点定位方法

针对非视距(NLOS)环境下的移动定位问题,提出一种基于交互式多模型-改进卡尔曼滤波(IMM-IKF)的无线传感器网络NLOS节点定位算法.算法在IMM算法框架下估计移动节点位置,采用两个平行的改进卡尔曼滤波算法对多个移动节点候选位置进行滤波处理,通过Markov链实现LOS状态与NLOS状态的转换,根据似然概率对两个滤波结果进行加权融合,从而获得移动目标位置.仿真实验结果表明,所提出算法可以有效抑制NLOS误差,实现精确定位.     

一种改进的无线自主传感器网络定位算法

节点定位技术是无线自主传感器网络中的关键技术之一。为了提高定位精度,提出一种基于几何斜率的无线传感器网络（WSN）定位算法。网络区域中的节点分为锚节点和未知节点,利用几何学斜率的方法选取合适的锚节点,能够更精确地确定未知节点的位置。在三边测量法上运用最小平方误差方法求解,能够提高算法的精度。在新算法的基础上建立Matlab仿真。仿真结果表明改进的DV-HOP算法,在相同的锚节点数量的情况下,节点定位精度有明显的提高。