室內(nèi)非視距環(huán)境下基于改進(jìn)多維標(biāo)度的優(yōu)化定位算法
本文關(guān)鍵詞: 優(yōu)化估計(jì) 多維標(biāo)度 非視距 抑制因子 出處:《空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2017年03期 論文類(lèi)型:期刊論文
【摘要】:研究了室內(nèi)非視距環(huán)境下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題。在優(yōu)化估計(jì)框架下,首先提出待優(yōu)化誤差函數(shù),并基于改進(jìn)多維標(biāo)度(MDS-MAP)方法,分析誤差函數(shù)中未知變量的耦合關(guān)系,最后提出基于改進(jìn)MDS-MAP的優(yōu)化定位算法。該算法僅依靠節(jié)點(diǎn)間的測(cè)距信息進(jìn)行定位,無(wú)需環(huán)境先驗(yàn)信息,因此適用于未知、復(fù)雜環(huán)境下的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)該算法無(wú)需角度、信號(hào)強(qiáng)度等冗余量測(cè)信息來(lái)輔助定位,對(duì)硬件要求較低,從而降低了定位成本。通過(guò)仿真比較,所提出的基于改進(jìn)MDS-MAP的優(yōu)化定位算法的有效性得以驗(yàn)證。在仿真過(guò)程中,采用聚類(lèi)分析方法對(duì)不同基站數(shù)目下的節(jié)點(diǎn)定位精度進(jìn)行分析。根據(jù)仿真結(jié)果,在節(jié)約定位成本的前提下,當(dāng)基站數(shù)目達(dá)到6個(gè)時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)三維空間近似最優(yōu)定位。
[Abstract]:In this paper, the problem of node location of wireless sensor networks in indoor non-line-of-sight environment is studied. In the framework of optimal estimation, the error function to be optimized is first proposed, and the coupling relationship of unknown variables in the error function is analyzed based on the improved multi-dimensional scaling MDS-MAPmethod. Finally, an optimized localization algorithm based on improved MDS-MAP is proposed. The algorithm only depends on the ranging information between nodes and does not need prior environmental information, so it is suitable for wireless sensor networks in unknown and complex environments. At the same time, the algorithm does not require angle. The redundant measurement information, such as signal strength, is used to assist location, which requires less hardware, thus reducing the location cost. Through simulation and comparison, the effectiveness of the optimized localization algorithm based on improved MDS-MAP is verified. Cluster analysis method is used to analyze the location accuracy of nodes under different base station numbers. According to the simulation results, when the number of base stations reaches 6, the approximate optimal location can be realized in 3D space under the premise of saving location cost.
【作者單位】: 空軍工程大學(xué)信息與導(dǎo)航學(xué)院;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金(61403414) 陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃(2016JQ6070) 博士后科學(xué)基金(2016M603042)
【分類(lèi)號(hào)】:TN929.5;TP212.9
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):1551347
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