无线传感器网络中分布式动态导航方法的研究

来源 :复旦大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuav
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量具备感知能力,无线通信能力和有限电量的无线传感器节点组成的多跳网络系统。随着半导体电子技术的发展,WSN已经开始被广泛应用于生产,医疗,环境监测和军事等领域,以一种全新的方式使人们感知物理世界。然而很多情况下,系统仅仅能够监测是不够的,还需要对物理世界做出反馈和控制。将较为成熟的移动机器人技术融合进来,令WSN为移动机器人提供全局地图信息和实时导航服务,可充分发挥两者各自优势,提高系统作业效率。而WSN如何对环境中局部危险区域的变化进行实时监控和动态调整,以确保移动机器人导航过程的快速和安全,同时能够平衡网络能耗,降低通信开销,一直是引人关注的研究方向。本文重点研究了未知地理位置信息WSN中移动机器人的动态导航方法。首先针对分布式梯度势场算法在动态调整方面的不足,构造梯度势场函数,提出了一种分布式动态路径规划算法,各节点依据局部信息动态调整网络梯度势场,计算优化路径。实验结果显示了本文算法在WSN受到局部危险区域变化影响时,能够规划出较短路径,有效降低通信代价并可灵活处理路径安全性。为减少梯度势场建立过程中的泛洪消息和处理危险区域变化时的通信开销,本文提出了一种适用于WSN中路径规划的基于骨干的路标网络算法,将网络的分布式动态路径规划限制在路标网络上运行。对算法构建的路标网络性能进行了理论分析和仿真实验,结果表明本文算法在保证两跳间隔的最小支配集节点连通性的条件下,可有效减少路标网络中的冗余节点,降低通信开销,且具有良好的动态性能。最后本文基于RSSI(Received Signal Strength Indication)测量,对移动机器人如何逐一趋近导航路径节点的方法进行了改进,提出了可变步长的搜索式探测趋近方法和前一跳节点辅助模糊控制方法,并考虑了移动机器人在行进过程中邻近危险区域节点的情况。在软硬件平台上验证了本文算法的有效性和可行性。
其他文献
卫星遥感成像过程中,大气、光学系统以及传感器等多种因素综合作用,导致图像退化严重,解析度降低,进而影响卫星遥感图像的使用。本文以提升遥感图像质量为目的,建立了遥感图像退化模型,从噪声去除和图像复原两方面入手,设计了有效的提升遥感图像质量的重建算法。首先,针对影响遥感图像最为严重的条带噪声展开深入分析,设计了改进的矩匹配法,对遥感图像中宽条带的非均匀性进行校正,再利用基于单向变分模型优化算法对条带噪
射频功率放大器作为无线发射机射频前端最关键的模块,其研究一直以来都是射频/微波通信领域的焦点。纵观射频功放的发展历程,射频功放的研究主要围绕如何提高其各方面的性能
本文为了改进传统自动增益控制(AGC)不能兼顾高调节精度与大的调节范围,提出了一种适用于无线通信系统的新颖的AGC。该AGC系统对通用的AGC进行了改造,使其在兼顾较高调节精度与高