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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。

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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