定位性能評價標準
發(fā)布時間:2012/3/31 19:23:10 訪問次數:3139
無線傳感器網絡自身定位系統(tǒng)和算法IDT70261S55PF有很多,它們的性能直接影響其可用性,如何評價它們是一個需要深入研究的問題,同時衡量定位能力有多個指標。除了一般性的精度等指標,對于資源受到限制的無線傳感器網絡,還有功耗能特殊的指標。下面討論幾個常用的評價標準。
(1)定位精度
定位精度是指定位系統(tǒng)提供的位置信息的精確程度,是評價指標中的首要標準。定位度有相對精度和絕對精度。精度越高,技術要求越高,成本也相應越高。絕對精度是指以長度為量度的精度。例如,一般商業(yè)的室內定位系統(tǒng)提供30cm的精度,用于工業(yè)環(huán)境、物流倉儲等環(huán)境中。相對精度通常以誤差值與節(jié)點的無線射程的比例表示。例如,定位精度為20%表示定位誤差相當于節(jié)點無線射程的20%。
(2)覆蓋范圍
覆蓋范圍是指節(jié)點的射程范圍,覆蓋范圍越大,精度越高的定位機制是最佳的選擇。覆蓋范圍和定位精度是一對矛盾。超聲波可以達到分米級的精度,但是節(jié)點的覆蓋范圍只有十多米。GSM系統(tǒng)覆蓋范圍為千米級,但是精度只能達到lOOm,由此可見,覆蓋范圍越大,提供的精度越低。在實際應用中可以根據具體情況在覆蓋范圍和定位精度之間做出折中,以達到較好的定位效果。
(3)信標節(jié)點密度
不同的定位方案對信標節(jié)點的數量要求不同,如三邊定位算法要求3個信標節(jié)點、多邊極大似然估計法需要至少3個信標節(jié)點。信標節(jié)點一般都是通過人工部署或者全球定位系統(tǒng)( GPS)獲取其地址的。在一些危險環(huán)境尤其是人類不可進入的環(huán)境申,人工部署根本不可能,并且還影響了網絡的擴展性。在信標節(jié)點上安裝GPS模塊會使得它的成本高出普通節(jié)點很多。因此,信標節(jié)點的密度越小越好。
(4)容錯性和魯棒性
定位算法通常是在比較理想的通信環(huán)境和一些測量指標比較準確的情況下才能達到精確定位。在實際網絡環(huán)境定位過程中,通常存在因為周圍環(huán)境的影響而產生的測離和角度誤差太大從而影響定位精度,網絡節(jié)點能量耗盡、物理損傷等自身原因而過早死亡,引起其他節(jié)點的定位過程中斷或者不能實現等諸多情況。由于周圍環(huán)境、能耗等原因,人為維護或替換傳感器節(jié)點,以及使用其他測量手段使得測量結果更精確是非常困難的。因此,定位系統(tǒng)要有一定的容錯性和魯棒性從而減小定位誤差提高定位精度,以更好地適應周圍環(huán)境。以更好地適應周圍環(huán)境。
無線傳感器網絡自身定位系統(tǒng)和算法IDT70261S55PF有很多,它們的性能直接影響其可用性,如何評價它們是一個需要深入研究的問題,同時衡量定位能力有多個指標。除了一般性的精度等指標,對于資源受到限制的無線傳感器網絡,還有功耗能特殊的指標。下面討論幾個常用的評價標準。
(1)定位精度
定位精度是指定位系統(tǒng)提供的位置信息的精確程度,是評價指標中的首要標準。定位度有相對精度和絕對精度。精度越高,技術要求越高,成本也相應越高。絕對精度是指以長度為量度的精度。例如,一般商業(yè)的室內定位系統(tǒng)提供30cm的精度,用于工業(yè)環(huán)境、物流倉儲等環(huán)境中。相對精度通常以誤差值與節(jié)點的無線射程的比例表示。例如,定位精度為20%表示定位誤差相當于節(jié)點無線射程的20%。
(2)覆蓋范圍
覆蓋范圍是指節(jié)點的射程范圍,覆蓋范圍越大,精度越高的定位機制是最佳的選擇。覆蓋范圍和定位精度是一對矛盾。超聲波可以達到分米級的精度,但是節(jié)點的覆蓋范圍只有十多米。GSM系統(tǒng)覆蓋范圍為千米級,但是精度只能達到lOOm,由此可見,覆蓋范圍越大,提供的精度越低。在實際應用中可以根據具體情況在覆蓋范圍和定位精度之間做出折中,以達到較好的定位效果。
(3)信標節(jié)點密度
不同的定位方案對信標節(jié)點的數量要求不同,如三邊定位算法要求3個信標節(jié)點、多邊極大似然估計法需要至少3個信標節(jié)點。信標節(jié)點一般都是通過人工部署或者全球定位系統(tǒng)( GPS)獲取其地址的。在一些危險環(huán)境尤其是人類不可進入的環(huán)境申,人工部署根本不可能,并且還影響了網絡的擴展性。在信標節(jié)點上安裝GPS模塊會使得它的成本高出普通節(jié)點很多。因此,信標節(jié)點的密度越小越好。
(4)容錯性和魯棒性
定位算法通常是在比較理想的通信環(huán)境和一些測量指標比較準確的情況下才能達到精確定位。在實際網絡環(huán)境定位過程中,通常存在因為周圍環(huán)境的影響而產生的測離和角度誤差太大從而影響定位精度,網絡節(jié)點能量耗盡、物理損傷等自身原因而過早死亡,引起其他節(jié)點的定位過程中斷或者不能實現等諸多情況。由于周圍環(huán)境、能耗等原因,人為維護或替換傳感器節(jié)點,以及使用其他測量手段使得測量結果更精確是非常困難的。因此,定位系統(tǒng)要有一定的容錯性和魯棒性從而減小定位誤差提高定位精度,以更好地適應周圍環(huán)境。以更好地適應周圍環(huán)境。
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