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Ad Hoc网络自定位算法研究与应用
作 者: 徐保重
导 师: 张钢
学 校: 天津大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: Ad Hoc网络 自定位算法 协作 实时视频传输
分类号: TN929.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 16次
引 用: 1次
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内容摘要
Ad Hoc网络是一种不依赖于基础设施的网络,由于其布网灵活,便捷等特点,在很多领域得到了广泛的应用。针对消防灭火领域,本课题组进行了基于Ad Hoc的实时视频传输研究,取得了很好的成果。在视频传输的同时,如果能够知道移动节点的位置,将为消防指挥和事后战评提供极为重要的信息。针对上述需求,本文提出了单个节点位置估算和多个节点进行协作提高定位精度的Ad Hoc网络自定位算法,并将获得的位置信息和视频信息进行结合,为指挥人员提供有效的指挥依据。本文对近年来Ad Hoc网络自定位算法进行了分析比较,并重点研究了具有盲区估算能力节点的协作定位算法。在消防领域,针对火情的不同,每次派出的消防员的数目会有很大的差别,另外,指挥人员会根据现场状况分派不同数目的消防员协同执行任务。这样很可能造成网络中的某些区域的节点很稀疏,甚至断开。传统的定位方法都要求网络中节点的连接性好,很难用于消防这种特殊的场合。火灾现场一般位于障碍物较多的地方,GPS难以发挥作用。针对消防这种特殊的应用场景,本文提出了单个节点进行位置估算,邻居节点协作修正定位误差的定位算法。把得到的视频信息和位置信息同时显示给指挥人员。通过真实的实验和仿真,证明本定位算法能够达到较高的定位精度,并适用于不同节点数目和不同连接度的网络。节点的位置信息还可以在网络状况较差,视频传输无法实现时,提供临时的指挥依据。节点的位置还可以用于其它基于位置的服务。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-7 第一章 绪论 7-12 1.1 课题研究背景和意义 7-9 1.1.1 课题背景介绍 7-8 1.1.2 课题研究的意义 8-9 1.2 国内外研究现状 9-10 1.3 论文工作 10-11 1.4 论文结构 11-12 第二章 相关理论和算法介绍 12-24 2.1 步行者位置推估介绍 12-13 2.1.1 步行者运动的一般特征 12 2.1.2 位置推估需求和一般方式 12-13 2.2 基于姿态的位置估算 13-14 2.3 基于运动分类的位置估算 14-21 2.3.1 基于步长和步频关系的位置估算 14-17 2.3.2 基于失重特征和SVM的运动类型识别 17-19 2.3.3 基于运动模式的步数检测 19-21 2.4 节点协作定位介绍 21-24 2.4.1 运动节点和智能区域内节点的协作 21-22 2.4.2 运动节点之间的协作 22-24 第三章 自定位算法的设计与实现 24-45 3.1 硬件设计 24-25 3.1.1 传感器模块硬件设计 24-25 3.1.2 数据读写和处理硬件设计 25 3.2 位置估算算法设计 25-38 3.2.1 算法设计要求 25-26 3.2.2 传感器放置位置选择 26-28 3.2.3 原始加速度信号的处理 28-30 3.2.4 步数检测算法设计 30-32 3.2.5 步长估算算法设计 32-36 3.2.6 运动方向测量时机选择 36-38 3.3 Ad Hoc网络基于位置估算的协作 38-45 3.3.1 节点协作的理论模型 38-40 3.3.2 节点协作的算法设计 40-45 第四章 实验和性能评价 45-59 4.1 系统整体评价 45 4.2 真实场景中的实验 45-47 4.2.1 单个节点位置估算性能评价 45-47 4.2.2 节点协作定位性能评价 47 4.3 仿真实验 47-57 4.4 定位算法的应用 57-59 第五章 总结与展望 59-61 5.1 论文总结 59 5.2 展望 59-61 参考文献 61-64 发表论文和参加科研情况说明 64-65 致谢 65
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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