基于顏色濾波和距離測(cè)量的水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位.pdf

1、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位是當(dāng)前水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)(UASNs)的關(guān)鍵技術(shù)之一，該論文對(duì)水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)的背景、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、體系結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了總結(jié)，并分析和介紹了一些已有的經(jīng)典測(cè)距方法和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法。本文針對(duì)水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，提出了以下幾種移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法。
　　(1)在現(xiàn)有的經(jīng)典顏色定位算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于分層結(jié)構(gòu)的新顏色濾波移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法(ACFL)應(yīng)用于水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)中。為了進(jìn)一步提高定位精度，在此基礎(chǔ)上又提出了

2、一種基于投影距離的新顏色濾波移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法(PCFL)應(yīng)用于水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)中。
　　針對(duì)兩種算法的不同之處，ACFL在定位過(guò)程中利用到達(dá)角度法(AOA)進(jìn)行測(cè)距，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)之間的直接距離在定位過(guò)程中被采用。PCFL在定位過(guò)程中同樣也是利用到達(dá)角度法(AOA)進(jìn)行測(cè)距，而利用了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)之間的投影距離，改變了從三維到二維的距離測(cè)量。針對(duì)兩種算法的相同之處，以上兩種定位算法為定位移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將原有的二維顏色定位算法進(jìn)行了改進(jìn)

3、并應(yīng)用到水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)中。該論文提出了三維分層投影的網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)顏色序列濾波，利用局部采樣濾波的思想，在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所在平面投影點(diǎn)的通信范圍的交疊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行采樣，通過(guò)比較樣本點(diǎn)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的顏色(RGB)差值序列，篩選樣本點(diǎn)。利用移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與錨節(jié)點(diǎn)之間的距離比例因子計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的RGB序列值，利用錨節(jié)點(diǎn)與篩選出來(lái)的樣本點(diǎn)之間的距離比例因子計(jì)算樣本點(diǎn)的RGB序列值，進(jìn)一步計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和樣本點(diǎn)的RGB序列值，利用權(quán)重的方法計(jì)

4、算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。
　　仿真結(jié)果表明，PCFL和ACFL具有良好的定位性能，并能及時(shí)定位移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，PCFL的平均定位誤差與一種適用于UASNs的基于測(cè)距的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法(簡(jiǎn)稱為AFLA)，的平均定位誤差相比可以減少30.4％。
　　(2)為了更進(jìn)一步提高定位精度，本文又提出了一種TOF測(cè)距、能量篩選的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位算法(ESDM-TOF)應(yīng)用于水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)中。該算法在傳統(tǒng)飛行時(shí)間(TOF)技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入比例因子做歸一化