● 摘要
节点定位技术是无线传感器网络的支撑技术之一,寻找精确、节能、快速的定位算法是无线传感器网络广泛应用于各场合需要进一步解决的理论和技术问题。在无线传感器网络节点定位中,节点测距误差和定位算法自身引入误差的积累等是制约定位精度的重要因素。为减小这类误差,建立了适用于三维空间无线传感器网络的卡尔曼滤波模型和在全局范围对未知节点进行定位的新算法。建立三维模型,从中分析得出,测距干扰噪声、不规则无线通信范围、边缘和孤立节点分布区域、三维不规则拓扑分布等,是误差的主要来源。在对经典的二维算法进行三维扩展后,对相关算法进行了仿真实验,分析了它们的性能及优缺点。为了减小误差积累对定位精度的影响,在新建立的三维空间无线传感器网络的卡尔曼滤波模型中引入遗忘因子,采用分布式渐消自适应卡尔曼滤波对基于距离的初始定位算法进行求精,通过一跳节点间的相互制约,建立了在全局范围对未知节点进行定位的新算法。搭建了三维定位平台对新的定位算法进行验证,实验结果表明,卡尔曼滤波算法应用于无线传感器网络节点自身定位中能够有效提高节点的定位精度。
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