室内非视距环境下基于改进多维标度的优化定位算法

发布时间：2018-03-01 09:28

本文关键词： 优化估计多维标度非视距抑制因子　出处：《空军工程大学学报(自然科学版)》2017年03期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：研究了室内非视距环境下无线传感器网络的节点定位问题。在优化估计框架下,首先提出待优化误差函数,并基于改进多维标度(MDS-MAP)方法,分析误差函数中未知变量的耦合关系,最后提出基于改进MDS-MAP的优化定位算法。该算法仅依靠节点间的测距信息进行定位,无需环境先验信息,因此适用于未知、复杂环境下的无线传感器网络。同时该算法无需角度、信号强度等冗余量测信息来辅助定位,对硬件要求较低,从而降低了定位成本。通过仿真比较,所提出的基于改进MDS-MAP的优化定位算法的有效性得以验证。在仿真过程中,采用聚类分析方法对不同基站数目下的节点定位精度进行分析。根据仿真结果,在节约定位成本的前提下,当基站数目达到6个时,能够实现三维空间近似最优定位。
[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.
【作者单位】：空军工程大学信息与导航学院;
【基金】：国家自然科学基金(61403414) 陕西省自然科学基础研究计划(2016JQ6070) 博士后科学基金(2016M603042)
【分类号】：TN929.5;TP212.9

【参考文献】

相关期刊论文前10条

1 刘兴;张浩;徐凌伟;;基于波束成形的60GHz无线局域网络定位算法[J];计算机应用;2016年08期

2 毛科技;邬锦彬;金洪波;苗春雨;夏明;陈庆章;;面向非视距环境的室内定位算法[J];电子学报;2016年05期

3 杨波波;张磊;;基于WiFi的室内迭代定位算法的研究[J];计算机应用与软件;2016年04期

4 缪志敏;赵陆文;田世伟;姜劲松;;类别不平衡学习识别UWB定位非视距信号[J];信号处理;2016年01期

5 杨北亚;熊辉;丁宏;胡婷;杨锋;;应用NLOS鉴别补偿的无线传感器网络TDOA定位算法[J];重庆理工大学学报(自然科学);2015年10期

6 李奇越;吴忠;黎洁;孙伟;王建平;;基于改进卡尔曼滤波的NLOS误差消除算法[J];电子测量与仪器学报;2015年10期

7 滕飞;钟子发;张圣钧;;一种基于MIMO的LLOP定位算法[J];火力与指挥控制;2015年10期

8 宫峰勋;马艳秋;车业蒙;;场面信道特征重构的非视距多点定位性能研究[J];电波科学学报;2015年06期

9 陆音;王宝全;丘觐玮;;CHAN算法在LOS和NLOS环境下的定位研究[J];计算机技术与发展;2015年09期

10 刘韵婷;张嗣瀛;井元伟;;基于粒子群优化的无线传感器网络非视距节点定位算法[J];控制与决策;2015年06期

相关期刊论文前10条

1 江凤;吴飞;王昌志;;基于CHAN与粒子群算法的协同定位研究[J];电子科技;2017年08期

2 童素芬;李建元;温晓岳;;一种室内无线传感器网络定位方法[J];建设科技;2017年13期

3 霍倩倩;田翔;姜琳;蔡翠莹;;基于无线通信TOA值对终端定位问题的研究[J];计算机工程与应用;2017年13期

4 贾丹;李卫华;王鹏;;室内非视距环境下基于改进多维标度的优化定位算法[J];空军工程大学学报(自然科学版);2017年03期

5 徐爱功;刘韬;隋心;王长强;;UWB/INS紧组合的室内定位定姿方法[J];导航定位学报;2017年02期

6 乔学工;王华倩;曹建;段亚青;;基于人群搜索优化的无线传感器网络三点定位算法[J];控制与决策;2017年08期

7 林澈;颜钢锋;;多智能体系统中基于局部测量信息的目标定位[J];控制与决策;2017年07期

8 王全辉;黄建军;胡坚耀;;超宽带定位的AGV定位跟踪算法研究[J];信号处理;2017年04期

9 许万;沈伟刚;;基于自适应场景系数的室内三维定位模型[J];湖北工业大学学报;2017年02期

10 吴中华;;距离均衡的自组织无线传感器网络分簇算法[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2017年01期

【二级参考文献】

相关期刊论文前10条

1 华惊宇;郑志龙;周凯;仲国民;江斌;;NLOS无线环境中运用最优化原理的定位算法[J];浙江工业大学学报;2014年01期

2 崔玮;吴成东;张云洲;贾子熙;程龙;;基于高斯混合模型的非视距定位算法[J];通信学报;2014年01期

3 徐彤阳;;基于减法聚类的TOA/AOA定位方法研究[J];电子测量技术;2013年10期

4 韩江洪;祝满拳;马学森;刘会平;;基于RSSI的极大似然与加权质心混合定位算法[J];电子测量与仪器学报;2013年10期

5 赵卫波;巴斌;胡捍英;徐尧;;多天线NLOS定位误差抑制算法[J];信号处理;2013年07期

6 宋国东;姜守达;林连雷;;复杂有色噪声广义系统信息融合Kalman滤波器[J];仪器仪表学报;2013年05期

7 蔡挺;刘明雍;黄博;;基于中心微分Kalman滤波的重力/惯性组合导航[J];国外电子测量技术;2013年01期

8 周振威;方海涛;;在不准确方差下带随机系数矩阵的卡尔曼滤波稳定性[J];自动化学报;2013年01期

9 邹卫霞;杜光龙;李斌;崔志芳;胡玉聪;张芳;;60GHz毫米波通信中一种新的波束搜索算法[J];电子与信息学报;2012年03期

10 潘群华;赵雷鸣;徐明;贾长生;;航空无线信道衰落混合应用模型分析及仿真[J];计算机仿真;2011年06期

相关期刊论文前10条

1 黄国信;高勇;;基于射线寻迹的非视距被动声定位方法[J];现代电子技术;2008年07期

2 张婷婷;刘剑飞;刘佳宇;李景春;;非视距微波监测站覆盖区域定量计算方法研究[J];中国无线电;2008年10期

3 ;构架浮空信息通道——BHU SYSTEM 2410无线非视距动中通系统助推中俄联合军演[J];计算机与网络;2009年15期

4 薛林;刘琚;辛化梅;何京良;;基于正交多项式拟合的非视距定位优化算法[J];山东大学学报(工学版);2010年06期

5 魏会超;;多场景下的非视距微波应用分析[J];信息通信;2012年06期

6 贺远华;黎洪生;;无线传感器网络节点的非视距定位方案研究[J];计算机工程与应用;2010年25期

7 王洪雁;兰云飞;裴炳南;方永福;;非视距环境下基于到达时间差的一种定位算法[J];计算机仿真;2007年09期

8 周德;高勇;;非视距被动声定位与跟踪方法[J];信息与电子工程;2009年01期

9 宋超;徐智勇;汪井源;韦毅梅;;非视距大气散射光通信最优化链路分析与设计[J];中国激光;2012年09期

10 孙国林,郭伟;一种新的非视距环境下移动台定位算法[J];系统工程与电子技术;2005年02期