基于锚球交域投影质心的WSNs三维定位算法.pdf

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1、126传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第6期基于锚球交域投影质心的WSNs三维定位算法廖兴宇，余敏，汪伦杰(江西师范大学计算机信息工程学院，江西南昌330022)摘要：针对无线传感器网络(WSNs)在三维空间的应用场景中，基于质心算法提出了一种基于锚球交汇区域投影质心的WSNs三维定位算法。该算法通过求得锚球空间交汇区域在XOY平面和YOZ平面的投影的质心，从而确定未知节点可能的空间坐标。算法将三维空间位置求解问题通过投影的方法转换成二维平面位置问题求解降低了算法的计算量，锚球在平面上的投影为与锚

2、球同心同半径的圆。因此，通过计算投影区域质心可以得到高精度的未知节点的空间坐标。理论分析与仿真实验结果均表明：该算法具有计算量小、定位精度高、稳定性好等特性。关键词：无线传感器网络；锚球；质心；高精度三维定位算法中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)06-0126-033DpositioningalgorithmforWSNsbasedoncentroid0ftintersectionre,gionpro．j

3、ectionofanchorball一LIAOXingyu，YUMin，WANGLun-jie(SchoolofCompute

4、rInformationandEngineering，JiangxiNormalUniversity，Nanchang330022，China)Abstract：Aimingatapplicationsceneofwirelesssensornetworks(WSNs)in3Dspace，basedoncentroidalgorithm，putforward3DpositioningalgorithmforWSNs，basedoncentroidofintersectionregionpr~ectionofanchorball(BCIP-3D)．Thisalgorithm

5、candeterminepossiblespacecoordinatesbyworkingoutcentroidofmasswhichbyanchorsphereintersectionbepr0jectedtoXOYplaneandYOZplane．Thealgorithmtransformsthepositioningproblemfrom3Dspacepositioningsolutionto2Dpositioningandreducesamountofcalculation，andprojectionofanchorballinplaneiscyclewhichw

6、iththesamecenterandradiusastheanchorsphere．Asaresult，byworkingoutthecentroidofproj’ectionarea，highprecisionspacecoordinateofunknownnodecanbeobtained．Thetheoreticalanalysisandsimulationexperimentalresultbothshowthatthealgorithmhasthecharactersofsmallamountofcalculation，highprecisionofposit

7、ioningandgoodstability．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；anchorball；centroid；highprecision3Dpositioningalgorithm0引言这就提高了IJA装置的硬件要求，且算法的即时迭代过程在现实的应用场景中，如，深海、丘陵等，大量传感器节虽然对普通节点的硬件要求不高，但是增加了网络的计算点很难放置到同一个二维平面中组成二维的无线传感器网量，而离线迭代过程虽然降低了计算量，但是对节点的存储络(WSNs)。当大多数传感节点被随机投放到三维空间能力有较高的要求；文献[2]提出了

8、一种限定空间内的三时，要求定位算法能够在三维场景中实现合适精度的节点维定位算法Constrained-3D，该算法基于传统的三角计算，定位。未知节点依靠测量与邻近锚节点之间的距离来推算自身位文献[1]提出了一种叫做Landscape-3D的定位算法，置，为了解决空间多解问题，该算法假设所有锚节点都部署该算法借助移动的辅助装置LA，周期性地广播其自身的位在同一个平面内，定位算法以这个平面为中心向上或向下置信息，未知节点通过接收到的位置信息和通过RSSI方法定位，这样使所有未知节点都与之分离的假设极大地限定计算到的与LA之间的距离