基于KF-BA-LSSVR的无线传感器网络节点定位研究
2022-07-08束仁义朱家兵沈晓波
束仁义 朱家兵 沈晓波 蔡 俊 夏 泐
(淮南师范学院 电子工程学院, 安徽 淮南 232038)
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通过中国北斗卫星导航系统(BDS)或者美国全球定位系统(GPS)可以实现户外目标定位;但对于室内、井下、管道等封闭空间,很难通过BDS或者GPS实现准确定位[1],且成本高。因此,可以预先布置无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)节点,使用成熟的定位算法来实现精准定位[2]。近年来,WSN在矿井人员定位、室内移动目标定位、天然气管道泄露定位等方面得到了广泛应用。许多学者提出了一些改进定位算法,如Thimmaiah等人提出了一种基于无线电信号强度的WSN定位误差优化技术[3];Chen等人提出了基于WSN距离相关的室内迭代定位算法[4];Lv等人提出了基于GA-PSO-BP混合算法的室内三维空间WSN定位技术[5]。2002年Suykens等人提出了基于最小二乘支持向量回归机(least square support vector regression, LSSVR)算法[6]。周松斌等人将LSSVR算法应用到WSN定位中,有效降低了估计误差对定位精度的影响,减小了平均定位误差[7]。张烈平等人提出了基于粒子群优化LSSVR的三维WSN节点定位算法,与LSSVR算法相比,该算法定位精度更高[8]。钟阳晶等人提出了基于RSSI高斯滤波的LSSVR定位算法,定位误差比未进行高斯滤波处理减少了12%~20%[9]。Zhang等人提出了基于RSSI-TOA和LSSVR算法的WSN节点三维定位算法,该算法比基于LSSVR或RSSI-TOA算法的定位精度更高[10]。
支持向量机是基于统计学习理论的机器学习算法,而LSSVR算法是基于支持向量机的一种改进[11]。本次研究是在LSSVR定位算法的基础上,采用蝙蝠算法(BA)和卡尔曼滤波算法(KF),以提高节点定位精度。通过仿真实验对 LSSVR、基于蝙……