当前位置:主页 > 基础算法
基于MDS技术与MCL方法的无线传感器网络移动节点定位算法
日期:2017-09-12 浏览量:

无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)综合了无线通信技术、传感器技术、嵌入式计算技术和分布式信息处理技术,已经成为当前国际上备受关注的、多学科高度交叉、知识高度集成的前沿研究领域[1]。通过部署大量传感器节点至目标区域,WSN将改变人们与客观世界的交互方式,其在环境监测方面的应用尤其具有广泛前景[2]。
鉴于WSN的应用背景,定位技术成为实现其功能的关键技术之一,如何使定位指标达到最优始终是WSN定位算法的研究目标。
近年来,对WSN定位问题有了许多新颖的思想和解决方案,但多是针对解决固定节点的定位问题。若将这些算法应用于移动节点的定位,虽然也可以通过每隔一段时间的更新来进行定位,但节点的移动性会导致算法的定位精度降低。虽然移动性给节点定位带来了困难,但也可以利用其来提高定位精度。参考文献[3]提出了一种基于MCL(Monte Carlo Localization)的移动节点定位算法,其核心思想是在贝叶斯滤波位置估计基础上,用若干个带权重的采样点来描述移动节点在布置区域的可能位置分布。
多维定标技术MDS(Multidimensional Scaling)是一种运用于心理学领域的技术,后由Shang等人引入WSN定位技术中[4]。基于MDS技术的定位算法在不需要知道节点间测量距离的情况下,可以充分利用节点间连通性信息,在即使没有锚节点的情况下也可以得到节点的相对位置坐标。
本文提出一种MDS-MCL定位算法,通过结合MCL和MDS-RC[5]两种方法,得到一种新的移动节点定位算法。通过将MDS-RC定位算法引入MCL算法,在定位过程中利用MDS-RC定位算法给出的定位位置作为新的限定条件进行滤波,保留更接近节点真实位置的预测样本,提高节点定位精度。
1 MDS-MCL定位算法
本文提出的MDS-MCL算法,主要是通过在过滤阶段利用MDS-RC算法给出的定位结果作为新的限定条件,滤除预测样本,以达到提高精度的目的。
1.1 引入新的滤波条件
MDS-RC定位算法是一种应用在大规模固定节点定位问题中的算法,通过对节点间最小路径赋予权值的方法来提高算法的整体定位精度。在大规模的网络中使用时,该算法的整体定位效果较好,但不排除出现个别节点误差较大的情况。在大规模网络中,由于整体定位精度较高,所以即使个别节点的定位误差较大,也不会影响算法整体的定位效果。但将这种算法应用于单一节点的定位时,这种偶然出现的较大误差对于最终定位结果的影响较大,必须进行处理。
在MDS-MCL定位算法中,会对MDS-RC得到的定位结果进行判断,根据不同的情况采取不同的滤波方式,从而避免偶然出现的大误差对最终结果造成影响。算法的具体流程如图1所示。

本文引用地址:

算法的初始化主要是进行循环次数k和预测样本总数N的设定。
如图1所示,在每一时刻的定位过程中,首先根据周围一跳范围内的信标节点信息,根据MDS-RC算法,得到初步定位位置ot。然后根据ot是否在最大移动速度范围内对预测样本进行处理。

    相关文章:
    ·2017年高性能科学计算基础算法与可计算建模重大
    ·他设计的并行算法为大数据技术奠定基础
    ·人机大战人脸识别比拼复盘胜负手不在双方算法
    ·何宝宏:人工智能有三大基础力量 新数据 新硬件
    ·人工智能产品化的关键是基础架构和数据,而非
    → 特别推荐
    2017年高性能科学计算
    他设计的并行算法为
    人机大战人脸识别比
    何宝宏:人工智能有
    人工智能产品化的关
    算法基础之每周算法
    互联网真的不安全 基
    从内容生产、内容平
    示波器基础系列之十
    AI·算法·伦理:发明
    菜鸟CTO王文彬:未来
    厉害了Word谷歌!攻破
    游戏与算法的必经之
    基础算法题,求思路
    《计算机算法基础》
    → 热点TOP10
    谁“杀死”了
    万科最新大数
    中国亟需修改
    建阳区初步完
    瓦力超级大脑
    2017年公务员基
    阿富汗一民营
    中国开启“人
    从初级菜鸟到
    菜鸟网络推车

    友情链接/网站合作咨询: