多變定位算法
發(fā)布時間:2012/3/31 19:32:12 訪問次數(shù):2296
在具體迭代過程中,UAF05-12304-1501未知節(jié)點(diǎn)會根據(jù)周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的不同分布選擇相應(yīng)的多變定位算法計(jì)算自身位置。
(1)原子多邊算法
原子多邊( Atomic Multilateration)箅法適用于當(dāng)未知節(jié)點(diǎn)周圍至少有3個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的情況,如圖4-6 (a)所示,這里的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)是指原始信標(biāo)節(jié)點(diǎn),而非未知節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。此時,利用多邊極大似然估計(jì)法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。
(2)迭代多邊算法
迭代多邊(Iterative Multilateration)算法是完全分布式的,可以運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)上,同時也可以在一個單獨(dú)的中心節(jié)點(diǎn)或者簇頭等集中節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行。當(dāng)在集中式情況下,該算法以代表網(wǎng)絡(luò)連通性的圖G為基礎(chǔ)進(jìn)行操作計(jì)算,邊的權(quán)重代表節(jié)點(diǎn)間的距離,首先利用原子多邊算法計(jì)算周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)最多的未知節(jié)點(diǎn)的位置,未知節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成信標(biāo)節(jié)點(diǎn),為了獲得更好精度和較快的收斂性;然后依然優(yōu)先利用多邊極大似然估計(jì)法計(jì)算周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)量最多的其余未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置,但是這里的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)包括由未知節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。在分布式情況下,當(dāng)未知節(jié)點(diǎn)獲取了3個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息就可以利用三邊定位法進(jìn)行本身位置的計(jì)算。該算法的一個弱點(diǎn)是在計(jì)算過程中使用轉(zhuǎn)化后的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息,容易產(chǎn)生誤差積累。同時該系統(tǒng)使用基于TDOA技術(shù)測距精度高,從一定程度上減小了誤羞。
(3)協(xié)作多邊算法
協(xié)作多邊(Collaborative Multilateration)算法適用于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度低的地方。當(dāng)多次迭代定位后,網(wǎng)絡(luò)中仍然存在部分未知節(jié)點(diǎn),它們周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)不足3個,此時必須通過其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作定位。如圖4—6(b)所示,經(jīng)過多次迭代后未知節(jié)點(diǎn)2和4周圍依然不能達(dá)到3個信標(biāo)節(jié)點(diǎn),此時節(jié)點(diǎn)2需要通過節(jié)點(diǎn)4計(jì)算到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)5和6的多跳距離,再利用極大似然估計(jì)法計(jì)算自身坐標(biāo)。
總體來講,AHLos算法在迭代過程中存在誤差積累問題,對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度要求高,不適合大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò);赥DOA的測距技術(shù)對硬件要求高,具有測距誤差小,精度高的優(yōu)點(diǎn)。
在具體迭代過程中,UAF05-12304-1501未知節(jié)點(diǎn)會根據(jù)周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的不同分布選擇相應(yīng)的多變定位算法計(jì)算自身位置。
(1)原子多邊算法
原子多邊( Atomic Multilateration)箅法適用于當(dāng)未知節(jié)點(diǎn)周圍至少有3個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的情況,如圖4-6 (a)所示,這里的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)是指原始信標(biāo)節(jié)點(diǎn),而非未知節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。此時,利用多邊極大似然估計(jì)法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。
(2)迭代多邊算法
迭代多邊(Iterative Multilateration)算法是完全分布式的,可以運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)上,同時也可以在一個單獨(dú)的中心節(jié)點(diǎn)或者簇頭等集中節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行。當(dāng)在集中式情況下,該算法以代表網(wǎng)絡(luò)連通性的圖G為基礎(chǔ)進(jìn)行操作計(jì)算,邊的權(quán)重代表節(jié)點(diǎn)間的距離,首先利用原子多邊算法計(jì)算周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)最多的未知節(jié)點(diǎn)的位置,未知節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成信標(biāo)節(jié)點(diǎn),為了獲得更好精度和較快的收斂性;然后依然優(yōu)先利用多邊極大似然估計(jì)法計(jì)算周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)量最多的其余未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置,但是這里的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)包括由未知節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。在分布式情況下,當(dāng)未知節(jié)點(diǎn)獲取了3個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息就可以利用三邊定位法進(jìn)行本身位置的計(jì)算。該算法的一個弱點(diǎn)是在計(jì)算過程中使用轉(zhuǎn)化后的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息,容易產(chǎn)生誤差積累。同時該系統(tǒng)使用基于TDOA技術(shù)測距精度高,從一定程度上減小了誤羞。
(3)協(xié)作多邊算法
協(xié)作多邊(Collaborative Multilateration)算法適用于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度低的地方。當(dāng)多次迭代定位后,網(wǎng)絡(luò)中仍然存在部分未知節(jié)點(diǎn),它們周圍信標(biāo)節(jié)點(diǎn)不足3個,此時必須通過其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作定位。如圖4—6(b)所示,經(jīng)過多次迭代后未知節(jié)點(diǎn)2和4周圍依然不能達(dá)到3個信標(biāo)節(jié)點(diǎn),此時節(jié)點(diǎn)2需要通過節(jié)點(diǎn)4計(jì)算到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)5和6的多跳距離,再利用極大似然估計(jì)法計(jì)算自身坐標(biāo)。
總體來講,AHLos算法在迭代過程中存在誤差積累問題,對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度要求高,不適合大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò);赥DOA的測距技術(shù)對硬件要求高,具有測距誤差小,精度高的優(yōu)點(diǎn)。
上一篇:TOA和TDOA定位方法
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