多对象系统的传感器调度算法及应用

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjqhdh
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
传感器调度算法是目前的科研热点之一。在传感器网络的构建当中,我们无可避免的会遇到由于通讯或者干扰引起的传感器使用限制问题。在这种情况下,在同一时刻,整个网络中只有一个或者部分的传感器能够进行工作。传感器的使用限制导致了整个网络的工作性能降低。因此,如何合理地对网络中的传感器进行调度成为了一个提高系统性能的核心问题。使用合理的传感器调度算法,不仅仅可以提高系统的整体性能,同时也可以减小系统的能耗,延长系统的使用时间。因此,传感器调度算法的研究不仅具有重要的理论意义,同时也有广泛的应用价值。本文着重关注于多对象系统传感器调度算法的研究和应用。所谓多对象系统,即在一个系统中,包含了多个相互独立的子对象。系统对每个子对象都运行一个卡尔曼滤波器(扩展卡尔曼滤波器)。并且我们假设由于实际限制的存在,每个时刻只有一个子对象可以被进行观测。对于这样的系统,我们需要设计调度算法来优化系统的观测质量。本论文首先讨论线性系统的情况。假设每个对象的运动模型都是线性的,并且使用标准的卡尔曼滤波器对每个对象的状态进行估计。我们的问题是当给定每个对象一个期望估计质量之后,如何找到合适的观测序列(调度算法)使得所有子对象的给定期望估计质量都能够满足。为了解决这个问题,我们引入了两个新的概念,称之为允许连续观测丢失和最小连续观测。对于一个对象来说,当给定一个期望估计质量之后,我们给出了两种算法来计算他的允许连续观测丢失和最小连续观测。这两种方法分别称为周期法和阈值法。在文中,我们对这两种方法进行了比较和分析。当获得所有子对象的连续观测丢失和最小连续观测之后,本论文将原本的调度问题转化为一个组合数学问题,并给出了两种算法,Sxy算法和树寻找算法,用于寻找满足条件的观测序列。其中Sxy算法是来自pinwheel问题的一种经典算法,相对具有较小的计算复杂度,但是适用范围有限。而树寻找算法则有相对来说具有更加普遍的适用性,但是计算复杂度高。为了减少树寻找算法的计算复杂度,我们引入了一些树枝切割的方法。在分析完线性系统之后,我们继续讨论非线性多对象系统中的传感器调度算法。为了更好地结合实际应用,我们的讨论基于非线性多对象系统的一种具体实现:主动模式下的超声波多目标室内定位系统。我们假设每个目标都在二维平面进行运动,并且由于不同定位传感器所发射的超声波信号和无线信号会相互干扰,在同一时刻,会产生相互干扰的定位传感器不能同时进行定位。为了提高系统的工作效率和整体跟踪性能,本论文首先提出了一种基于估计误差协方差的分组算法。分组算法最大可能地增加了能够同时工作的定位传感器的数量,提高了利用率。之后,本论文给出了基于分组的调度算法。在调度算法中,我们使用了两种不同的目标函数:最小误差优先和最大平均误差减小优先。通过仿真和具体的实验,我们对算法进行了分析,并且比较了两种目标函数的表现。
其他文献
学位
风力发电作为一种极具商业价值并有较大潜能的可再生能源开发形式,近年来得到了较快的发展,其中变速风力发电技术尤其是双馈型变速恒频(VSCF)风力发电技术以其独特的优势而备受关注。本文以提高双馈风力发电变流器系统动态性能为主要目标,在分析双馈电机运行原理和搭建双馈风力发电变流器数学模型的基础上,针对提升电力系统稳定性、模糊PI控制及比例谐振(PR)控制等问题展开了深入研究。本文研究的主要内容和所作工作
电脑横机花型准备系统,由于具有强大的计算机辅助设计及自动编程功能,在花型设计中有周期短、效率高等特点。目前电脑横机花型准备系统的先进技术主要被国外厂商垄断,国内还没有
网络控制系统中的信息调度主要涉及到两个领域,即控制理论与网络通信技术。所以要提高网络控制系统的性能指标,除了对控制算法进行设计外,还要对网络中数据的调度方法进行设计。
机器人技术代表了当今社会最先进的智能控制技术,是集机械、电子、计算机、材料、传感器、控制技术等多门科学于一体的技术。随着无线WIFI网络技术的不断发展,除了在原有的传
伴随着信息技术的飞速发展和人们社会活动、经济活动的增加,身份识别变得更加的重要。传统的身份识别(口令识别、密码验证等)方式无法识别用户本身,其安全性较差,不能满足当
人体生物电在某些方面的特性与中医理论的部分内容和解释有相似之处,因此利用现代科技手段研究中医的课题被引入了学者们的视野。在这一领域主要的研究方向为人体电阻抗特性
无线传感器网络是指通过飞行装置或者人为部署方式将大量的传感器节点抛洒在感兴趣的区域,节点通过自组织快速形成无线网络。其目的就是通过节点间的协作来感知、采集和处理
滚动轴承是现代工业生产中最为常用的一种部件,尤其是在旋转机械当中使用更为广泛。滚动轴承高发的故障率,给生产过程带来了巨大的影响。它威胁到生产安全,同时也会对经济利益造成损失。因此,对滚动轴承故障诊断的研究十分具有意义。本文主要以功率谱分析和数据驱动方法为理论基础,提出了利用主成分分析和费舍尔判别分析的方法来研究功率谱分析的滚动轴承的各类振动信号。主要研究工作如下:1.本文对滚动轴承的故障机理及振动
电梯是有效解决高层建筑交通运输问题的关键,合理规划设计电梯系统能够提高电梯对乘客的运载效率,缓解高层建筑日益繁忙的交通压力。立体交通系统主要由单轿厢电梯系统组成,通常