基于無(wú)人機(jī)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維定位算法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-21 05:39
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSNs)有著廣闊的應(yīng)用背景,在軍事、醫(yī)療、生產(chǎn)生活中處處可以看它的身影。例如:將它部署在空中,可以檢測(cè)空氣的溫度、濕度以及污染程度,然后可以通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)將檢測(cè)到的信息再通過(guò)衛(wèi)星或互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到監(jiān)控中心。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要取決于它所能檢測(cè)到的環(huán)境信息,像溫度、濕度、光照強(qiáng)度、污染程度等等。但是無(wú)論將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)部署在什么樣的環(huán)境,想要讓它所檢測(cè)的信息有價(jià)值,就需要知道無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所處的具體位置信息。因此對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位一直是很多專(zhuān)家學(xué)者的研究熱點(diǎn)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及的領(lǐng)域較為寬泛,使得國(guó)內(nèi)外有很多院校和研究所都對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)展開(kāi)了深入的研究和探討。涉及到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件的設(shè)計(jì),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的研究等。正是由于這些專(zhuān)家學(xué)者不斷的對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行著完善,才使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前大部分無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的定位是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中已知位置信息的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)來(lái)定位的。通過(guò)算法計(jì)算出其他未知傳感器節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置。對(duì)于應(yīng)用規(guī)模較大的場(chǎng)合需要大規(guī)模的部署信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。因此不但需要很高的成本,而且使...
【文章來(lái)源】:安徽工程大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 節(jié)點(diǎn)定位研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
1.2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位研究的現(xiàn)狀
1.2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位研究的挑戰(zhàn)
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
1.4 本文結(jié)構(gòu)安排
第2章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)二維節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)
2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位的概述
2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置估計(jì)方法
2.2.1 三角測(cè)量法
2.2.2 三邊測(cè)量法
2.2.3 極大似然估計(jì)法
2.3 測(cè)距定位算法
2.3.1 信號(hào)到達(dá)時(shí)間(TOA)定位算法
2.3.2 信號(hào)到達(dá)時(shí)間差(TDOA)定位算法
2.3.3 到達(dá)角度(AOA)定位算法
2.4 非測(cè)距定位算法
2.4.1 質(zhì)心(Centroid)算法
2.4.2 距離向量-跳段(DV-Hop)定位算法
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于無(wú)人機(jī)的三維空間節(jié)點(diǎn)定位算法
3.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維節(jié)點(diǎn)定位概述
3.2 三維空間節(jié)點(diǎn)定位模型
3.2.1 初步定位模型
3.2.2 RSSI測(cè)距系統(tǒng)模型的建立
3.2.3 基于RSSI測(cè)距的極大似然法位置估計(jì)模型
3.3 基于SR-CKF的節(jié)點(diǎn)精確定位算法
3.3.1 容積卡爾曼濾波算法
3.3.2 SR-CKF濾波定位算法
3.3.3 SR-CKF與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作定位
3.4 算法仿真結(jié)果及分析
3.4.1 平均定位誤差對(duì)比分析
3.4.2 節(jié)點(diǎn)位置估計(jì)對(duì)比分析
3.4.3 定位均方誤差對(duì)比分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
4.1 無(wú)人機(jī)硬件的總體設(shè)計(jì)
4.2 無(wú)人機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)
4.2.1 電源管理模塊電路設(shè)計(jì)
4.2.2 控制器模塊電路設(shè)計(jì)
4.2.3 傳感器模塊電路設(shè)計(jì)
4.2.4 無(wú)線通信模塊電路設(shè)計(jì)
4.2.5 無(wú)人機(jī)的硬件實(shí)物圖
4.3 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)硬件的總體設(shè)計(jì)
4.4 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件電路設(shè)計(jì)
4.4.1 供電模塊的電路設(shè)計(jì)
4.4.2 數(shù)據(jù)處理模塊
4.4.3 通信模塊電路設(shè)計(jì)
4.4.4 傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件實(shí)物圖
4.5 模擬實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
4.5.1 傳感器節(jié)點(diǎn)通信距離測(cè)試
4.5.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位系統(tǒng)測(cè)試
4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 本文總結(jié)
5.2 后續(xù)研究與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄
致謝
本文編號(hào):3636614
【文章來(lái)源】:安徽工程大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 節(jié)點(diǎn)定位研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
1.2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位研究的現(xiàn)狀
1.2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位研究的挑戰(zhàn)
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
1.4 本文結(jié)構(gòu)安排
第2章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)二維節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)
2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位的概述
2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置估計(jì)方法
2.2.1 三角測(cè)量法
2.2.2 三邊測(cè)量法
2.2.3 極大似然估計(jì)法
2.3 測(cè)距定位算法
2.3.1 信號(hào)到達(dá)時(shí)間(TOA)定位算法
2.3.2 信號(hào)到達(dá)時(shí)間差(TDOA)定位算法
2.3.3 到達(dá)角度(AOA)定位算法
2.4 非測(cè)距定位算法
2.4.1 質(zhì)心(Centroid)算法
2.4.2 距離向量-跳段(DV-Hop)定位算法
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于無(wú)人機(jī)的三維空間節(jié)點(diǎn)定位算法
3.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)三維節(jié)點(diǎn)定位概述
3.2 三維空間節(jié)點(diǎn)定位模型
3.2.1 初步定位模型
3.2.2 RSSI測(cè)距系統(tǒng)模型的建立
3.2.3 基于RSSI測(cè)距的極大似然法位置估計(jì)模型
3.3 基于SR-CKF的節(jié)點(diǎn)精確定位算法
3.3.1 容積卡爾曼濾波算法
3.3.2 SR-CKF濾波定位算法
3.3.3 SR-CKF與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作定位
3.4 算法仿真結(jié)果及分析
3.4.1 平均定位誤差對(duì)比分析
3.4.2 節(jié)點(diǎn)位置估計(jì)對(duì)比分析
3.4.3 定位均方誤差對(duì)比分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
4.1 無(wú)人機(jī)硬件的總體設(shè)計(jì)
4.2 無(wú)人機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)
4.2.1 電源管理模塊電路設(shè)計(jì)
4.2.2 控制器模塊電路設(shè)計(jì)
4.2.3 傳感器模塊電路設(shè)計(jì)
4.2.4 無(wú)線通信模塊電路設(shè)計(jì)
4.2.5 無(wú)人機(jī)的硬件實(shí)物圖
4.3 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)硬件的總體設(shè)計(jì)
4.4 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件電路設(shè)計(jì)
4.4.1 供電模塊的電路設(shè)計(jì)
4.4.2 數(shù)據(jù)處理模塊
4.4.3 通信模塊電路設(shè)計(jì)
4.4.4 傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件實(shí)物圖
4.5 模擬實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
4.5.1 傳感器節(jié)點(diǎn)通信距離測(cè)試
4.5.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位系統(tǒng)測(cè)試
4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 本文總結(jié)
5.2 后續(xù)研究與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄
致謝
本文編號(hào):3636614
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