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基于向量积同向技术的改进APIT定位算法

2018-05-02韩春光蔡彤琛时广华王科峰汪志成

激光技术 2018年3期

韩春光,蔡彤琛,时广华,王科峰,汪志成

(1.浙江工商职业技术学院 智能电子学院, 宁波 315012;2.东华理工大学 机械电子工程学院,南昌 330013;3.宁波大红鹰学院 信息工程学院,宁波 315000;4.江西省新能源工艺及装备工程技术研究中心,南昌 330013)

引 言

无线传感器网络[1](wireless sensor networks,WSN)是近年来国内外高度重视的一种信息技术之一,在水产养殖业、物联网、仓储系统、军事安全以及防火防盗等领域有着广泛应用。在大多数应用中,在节点位置已知的情况下采集到的数据才有意义。常见的全球定位系统(global positioning system,GPS)虽然精度高,但面对规模庞大的无线传感器网络,使用GPS定位将导致整个系统成本高、功耗大,并制约了系统扩展性。当然也有利用传感器[2]和其它算法[3]的定位方式,但考虑到成本以及功耗问题,本文中主要研究无线传感器网络定位算法。现阶段,定位算法主要分为基于测距[4]和无需测距[5]。基于测距的主要有接收信号强度指示(received signal strength indicator,RSSI)[6]、到达时间差(time difference of arrival,TDOA)[7]、到达时间 (time of arrival,TOA)[8]以及到达角(angle of arrival,AOA)[9]等定位算法,这些算法定位精度高,但对硬件要求高、成本高、计算度复杂,增加了系统的功耗。无需测距技术的定位算法主要有质心[10]、DV-Hop(distance vector-hop)[11-14]、Amorphous[15]、凸规划[16]以及近似三角形内点测试法(approximate point-in-triangulation test,APIT)定位算法,其中APIT定位算法功耗低、成本低、定位性能好,且不依赖于硬件设施,因此被广泛应用。但由于信标节点覆盖率低、节点分布不均匀,在最佳三角形内点测试法(perfect point-in-triangulation test,PIT)测试时容易出现in-to-out和out-to-in误判,导致定位精度难以提高。针对以上问题,本文中提出一种基于向量积……

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