bisection algorithm
در نشریات گروه برق-
در شبکه های حس گرغیر همگن، برای موقعیت یابی هدف از چندین نوع گیرنده استفاده می شود و هر گیرنده می تواند کمیت متفاوتی از هدف را اندازه گیری کند. استفاده از چندین کمیت اندازه گیری شده از یک هدف باعث می شود که تخمین موقعیت آن با سادگی و دقت بیشتری انجام شود. در اینجا، موقعیت یابی هدف در یک فضای سه بعدی با استفاده از یک شبکه غیر همگن شامل یک حس گر همه جهته و یک حس گر برداری مورد نظر است. الگوریتم موجود برای چنین شبکه ای، به موقعیت نسبی هدف و حس گرها وابسته بوده و در پنجاه درصد موارد نمی تواند جوابی برای فاصله هدف ارایه کند. در الگوریتم پیشنهادی در این مقاله برای به دست آوردن یک تخمین بدون ابهام از فاصله هدف در هندسه مورد نظر، تنها از توان های اندازه گیری شده در دو حس گر استفاده می شود. در این راستا، ابتدا یک تحلیل تیوری از مساله انجام گرفته و سپس به منظور یافتن فاصله هدف یک الگوریتم جست وجوی ساده و موثر مبتنی بر روش ریشه یابی تصنیف پیشنهاد می شود. در الگوریتم ارایه شده، دست یابی به یک تخمین یکتا از فاصله هدف مستقل از موقعیت مکانی آن تضمین می شود. شبیه سازی های انجام شده، سرعت و دقت الگوریتم ارایه شده و همچنین مقاوم بودن آن در برابر تغییرات فاصله هدف و موقعیت های مختلف دو حس گر را اثبات می کند.
کلید واژگان: شبکه غیر همگن، موقعیت یابی بدون ابهام، حس گر برداری، شدت سیگنال دریافتی، الگوریتم تصنیفHeterogeneous wireless sensor networks consist of some different types of sensor nodes deployed in a particular area. Different sensor types can measure different quantity of a source and using the combination of different measurement techniques, the minimum number of necessary sensors is reduced in localization problems. In this paper, we focus on the single source localization in a heterogeneous sensor network containing two types of passive anchor-nodes: Omni-directional and vector sensors. An omni-directional sensor can simply measure the received signal strength (RSS) without any additional hardware. In other side, an acoustic vector sensor (AVS) consists of a velocity-sensor triad and an optional acoustic pressure-sensor, all spatially collocated in a point-like geometry. The velocity-sensor triad has an intrinsic ability in direction finding process. Moreover, despite its directivity, a velocity-sensor triad can isotropically measure the received signal strength and has a potential to be used in RSS-based ranging methods.Employing a heterogeneous sensor-pair consisting of one vector and one omni-directional sensor, this study tries to obtain unambiguity estimation for the location of an unknown source in a three-dimensional (3D) space. Using a velocity-sensor triad as an AVS, it is possible to determine the direction of arrival (DOA) of the source without any restriction on the spectrum of the emitted signal. However, the range estimation is a challenging problem when the target is closer to the omnidirectional sensor than the vector sensor. The existence method proposed for such configuration suffers from a fundamental limitation, namely the localization coverage. Indeed, this algorithm cannot provide an estimate for the target range in 50 percent of target locations due to its dependency to the relative sensor-target geometry. In general, our proposed method for the considered problem can be summarized as follows: Initially, we assume that the target's DOA is estimated using the velocity-sensor triad’s data. Then, considering the estimated DOA and employing the RSS measured by two sensors, we propose a computationally efficient algorithm for uniquely estimation of the target range. To this end, the ratio of RSS measured by two sensors is defined and, then, shown that this power ratio can be expressed as a monotonic function of the target range. Finally, the bisection search method is proposed to find an estimate for the target range. Since the proposed algorithm is based on bisection search method, a solution for the range of the target independent of its location is guaranteed. Moreover, a set of future aspects and trends is identified that might be interesting for future research in this area. Having a low computational complexity, the proposed method can enhance the coverage area mostly two times of that explored by the existence method. The simulated data confirms the speed and accuracy of developed algorithm and shows its robustness against various target ranges and different sensor spacing.
Keywords: Heterogeneous network, Unambiguous localization, Vector sensor, RSS, Bisection algorithm
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.