無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中AOA節(jié)點(diǎn)定位改進(jìn)算法研究
1.2 估計(jì)位置過濾
當(dāng)未知節(jié)點(diǎn)的通信半徑內(nèi)有多個(gè)錨節(jié)點(diǎn)時(shí),對(duì)于任意不共線的兩個(gè)錨節(jié)點(diǎn)都能確定一個(gè)估計(jì)位置,由于錨節(jié)點(diǎn)的選擇問題,估計(jì)位置可能存在某些誤差較大的點(diǎn),將這些估計(jì)位置排除,會(huì)提高系統(tǒng)的定位精度。
過濾誤差較大的估計(jì)位置的方法:假設(shè)有A(xa,ya),B(xb,yb),C(xc,yc),D(xd,yd),E(xe,ye)5個(gè)估計(jì)位置,首先計(jì)算任意兩個(gè)估計(jì)位置間的距離為Sij(如表1所示),Sij=。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/160072.htm
設(shè)定一個(gè)距離閾值d,且節(jié)點(diǎn)與自身的距離取為∞,當(dāng)表中存在某一行的距離值均大于d時(shí),認(rèn)為該點(diǎn)為不可靠位置,不參與計(jì)算。若A、B、C、D為可靠位置,則將4個(gè)位置構(gòu)成的幾何圖形的質(zhì)心作為未知節(jié)點(diǎn)的最終估計(jì)位置。
基于上述思想,對(duì)原有算法最后一步進(jìn)行了求精,即求多個(gè)估計(jì)位置的平均值時(shí),排除了誤差較大的位置,對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn),為了陳述上的統(tǒng)一,對(duì)于改進(jìn)后的算法稱為基于信號(hào)到達(dá)角度的改進(jìn)定位算法(Improved AOA Localization Algorithm for Wireless Sensor Net work,IAOA)。
算法的適用條件:
1)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署在二維平面內(nèi),傳感器節(jié)點(diǎn)都搭載有特殊硬件,可測(cè)得在通信半徑內(nèi)的鄰居錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)到達(dá)的角度值。
2)只有當(dāng)估計(jì)位置個(gè)數(shù)大于等于3個(gè)時(shí),才進(jìn)行估計(jì)位置的過濾。對(duì)于只有兩個(gè)估計(jì)位置的,直接取兩個(gè)點(diǎn)的中點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)的最后估計(jì)位置。當(dāng)只有一個(gè)估計(jì)位置時(shí),該位置則為節(jié)點(diǎn)的最終估計(jì)位置。
2 仿真分析
為檢驗(yàn)改進(jìn)算法的性能,用MATLAB仿真工具對(duì)基于信號(hào)到達(dá)角度的定位算法(AOA)和本文提出的算法(IAOA)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。
2.1 仿真環(huán)境設(shè)置
在100 mx100 m的監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi),隨機(jī)部署傳感器節(jié)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)目為N,錨節(jié)點(diǎn)數(shù)目為n,傳感器節(jié)點(diǎn)的通信半徑r,角度測(cè)量偏差△。
定位誤差:節(jié)點(diǎn)實(shí)際位置和估計(jì)位置之間的距離。
定位覆蓋率:能夠進(jìn)行定位的未知節(jié)點(diǎn)數(shù)與總的未知節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)之比。
為了保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,針對(duì)不同情況,本文分別進(jìn)行了多次仿真,觀察、統(tǒng)計(jì)仿真結(jié)果,對(duì)多次結(jié)果求平均作為最后的評(píng)價(jià)結(jié)果。
評(píng)論