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无线传感网自适应能量驱动簇头轮换算法研究 被引量:11
1
作者 黄河清 沈杰 +2 位作者 姚道远 马奎 刘海涛 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期1040-1044,共5页
分簇结构是大规模无线传感网(WSN)的一种有效的拓扑管理方法。在这种结构下,由于簇头(Cluster Head,CH)节点的能耗速率远高于簇成员节点(Cluster Member,CM),需要做簇头轮换以平衡网络能耗。该文分析了基于能量驱动的簇头轮换策略,并提... 分簇结构是大规模无线传感网(WSN)的一种有效的拓扑管理方法。在这种结构下,由于簇头(Cluster Head,CH)节点的能耗速率远高于簇成员节点(Cluster Member,CM),需要做簇头轮换以平衡网络能耗。该文分析了基于能量驱动的簇头轮换策略,并提供一种基于簇头节点实时负载来估计其启动轮换的能量阈值的自适应簇头轮换算法(Adaptive Cluster Rotation Algorithm,ACRA)。仿真结果表明,与现有算法如LEACH,EDAC等比较,ACRA算法最少化簇头轮换次数,延长了网络生存时间。 展开更多
关键词 无线传感网 分簇 轮换 能量驱动
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基于二项分布的无线传感器网络信任管理系统 被引量:10
2
作者 房卫东 张小珑 +2 位作者 石志东 孙彦赞 单联海 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期703-708,共6页
由于无线传感器网络不同于传统网络的特点,导致其很容易受到来自妥协节点的内部攻击。信任管理系统是防御无线传感器网络内部攻击的最有效方法。针对无线传感器网络节点信誉和信任的评估,我们改进了用于无线传感器网络的基于贝塔的信誉... 由于无线传感器网络不同于传统网络的特点,导致其很容易受到来自妥协节点的内部攻击。信任管理系统是防御无线传感器网络内部攻击的最有效方法。针对无线传感器网络节点信誉和信任的评估,我们改进了用于无线传感器网络的基于贝塔的信誉系统BRSN(Beta Reputation System for Sensor Networks),提出了基于二项分布的无线传感器网络信任评估系统BTMS(Binomial-based Trust Management System)。BTMS基于对节点行为的监控,利用二项分布来描述节点信誉的分布,并进一步得到节点信任值,从而指导中继节点的选择,降低内部攻击的危害。实验结果表明,利用BTMS可以有效的防御来自妥协节点的内部攻击,提高网络安全性。 展开更多
关键词 无线传感器网络(WSNs) 信息安全 信任管理系统 二项分布
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无线传感器网络节点非均匀分布方法研究 被引量:6
3
作者 李磊 刘海涛 +1 位作者 李凤荣 吴明娟 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2010年第11期2180-2184,共5页
无线传感器网络节点负载的不均衡性,极易导致靠近数据汇聚中心的节点因过多的参与数据转发而提前死亡,从而在数据汇聚中心附近引起能量空洞,降低网络的生存时间.针对该问题,本文在综合考虑节点信息感知和信息传递的能耗基础上对圆形区... 无线传感器网络节点负载的不均衡性,极易导致靠近数据汇聚中心的节点因过多的参与数据转发而提前死亡,从而在数据汇聚中心附近引起能量空洞,降低网络的生存时间.针对该问题,本文在综合考虑节点信息感知和信息传递的能耗基础上对圆形区域和带状区域的节点能耗进行了分析,并从理论上分别给出适用于这两种场景的节点非均匀分布方法.仿真结果表明,按该方法布设的网络在其生存周期结束时,内部各节点剩余能量基本相同. 展开更多
关键词 无线传感网 能量空洞 节点非均匀分布 带状传感器网络
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基于无线传感网扩频通信的跨层CSMA多用户接入 被引量:5
4
作者 付耀先 姜华 刘海涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期325-332,共8页
给出了支持扩频环境下多用户接入的简单的节点实现方案。对异步扩频通信系统中的载波侦听多址接入(CSMA)碰撞机制进行了改进,通过建立协议层和物理层的联系减小碰撞概率,实现了多用户基本同时的信息交互。其基本思想是:根据侦听到的信... 给出了支持扩频环境下多用户接入的简单的节点实现方案。对异步扩频通信系统中的载波侦听多址接入(CSMA)碰撞机制进行了改进,通过建立协议层和物理层的联系减小碰撞概率,实现了多用户基本同时的信息交互。其基本思想是:根据侦听到的信号的扩频码相位,调整自身扩频码的移位相位,使不同信息发送节点到达同一接收节点的扩频码相位不同,从而使接收节点可基于同一扩频码来实现多用户分辨接收。该方案使系统在复杂程度增加不大的情况下,具有多用户接入能力。 展开更多
关键词 传感网 跨层协议 多用户
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无线传感器网络安全多径路由协议研究 被引量:3
5
作者 邓斌 石志东 +2 位作者 房卫东 吴伊蒙 单联海 《计算机应用与软件》 CSCD 2016年第11期263-268,共6页
由于无线传感器网络WSNs自身特性及部署环境特点,其安全面临巨大挑战。另一方面,路由协议设计关注于传输效率与能量消耗,信息安全没有引起足够的重视,易遭受多种攻击。安全多径路由协议是一种保证WSNs安全的重要技术,研究近年来WSNs安... 由于无线传感器网络WSNs自身特性及部署环境特点,其安全面临巨大挑战。另一方面,路由协议设计关注于传输效率与能量消耗,信息安全没有引起足够的重视,易遭受多种攻击。安全多径路由协议是一种保证WSNs安全的重要技术,研究近年来WSNs安全多径路由协议,根据协议攻击防御的特性,把安全多径路由协议分为三类,并对每类典型协议安全技术进行分析,最后指出安全多径路由协议未来研究方向。 展开更多
关键词 WSNS 路由协议 多径路由 安全
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频率选择性信道下基于虚拟MIMO-STBC的无线传感器网络中功率分配的研究 被引量:1
6
作者 严凯 邱云周 +2 位作者 丁盛 朱明华 刘海涛 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期689-693,共5页
结合频域均衡(FDE)研究了在频率选择性衰落信道下基于虚拟 MIMO-STBC 的无线传感器网络的功率分配(PA)方案。利用从目标簇反馈回信源簇的信道状态信息,在协同传输节点总发送功率一定的情况下,通过最大化信宿节点接收到数据的信噪比推导... 结合频域均衡(FDE)研究了在频率选择性衰落信道下基于虚拟 MIMO-STBC 的无线传感器网络的功率分配(PA)方案。利用从目标簇反馈回信源簇的信道状态信息,在协同传输节点总发送功率一定的情况下,通过最大化信宿节点接收到数据的信噪比推导出了一种基于滤波器组频域加权的 PA 方案。仿真结果表明,在系统一定的误码率要求下,采用这种 PA 方案的无线传感器网络所需要的发射功率要少于等 PA 方案所需要的发射功率,从而减少了无线传感器网络的能耗。 展开更多
关键词 虚拟多输入多输出 功率分配 频域均衡 空时分组码 无线传感器网络
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基于无线传感网与移动通信网的网络融合模型 被引量:2
7
作者 孙川 王营冠 李振伟 《现代电子技术》 2013年第7期4-7,10,共5页
为了实现无线传感器网络与移动通信网络之间的无缝融合的目的,同时作为研究感知系统设计测试一体化平台的基础,采用以传统网络融合策略为基础,结合无线传感网和移动通信网自身的特点,并加入QoS保证和安全机制的方法,提出了融合模型。通... 为了实现无线传感器网络与移动通信网络之间的无缝融合的目的,同时作为研究感知系统设计测试一体化平台的基础,采用以传统网络融合策略为基础,结合无线传感网和移动通信网自身的特点,并加入QoS保证和安全机制的方法,提出了融合模型。通过实现验证了模型的可用性并提出了下一步的研究方向。 展开更多
关键词 感知系统 传感网 移动通信网 网路融合模型 质量保证
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改进蚁群算法的无线传感器网络路由优化与路径恢复算法 被引量:35
8
作者 马学森 曹政 +2 位作者 韩江洪 王营冠 胡宏林 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第9期1320-1327,共8页
无线传感器网络中的能耗问题一直是研究的热点之一。为了寻找网络中数据传输的最优路径,提出了一种新的基于蚁群算法的无线传感器网络路径寻优和恢复算法。通过改进的启发函数,综合考虑节点通信时的传输距离、传输方向和剩余能量,使得... 无线传感器网络中的能耗问题一直是研究的热点之一。为了寻找网络中数据传输的最优路径,提出了一种新的基于蚁群算法的无线传感器网络路径寻优和恢复算法。通过改进的启发函数,综合考虑节点通信时的传输距离、传输方向和剩余能量,使得从源节点到目的节点能够找到一条最优的路径,以降低网络的能量消耗、延长网络的生存周期。同时提出了基于死亡节点的路径恢复策略,使得在最优路径上出现节点死亡的情况时,最优路径能够快速恢复,以减少路径再次寻优的时间。通过仿真实验,结果表明新的蚁群算法能够有效降低节点的能量消耗,延长网络生存周期,并在出现节点死亡时,能够对最优路径进行快速恢复。 展开更多
关键词 无线传感器网络 蚁群优化 路径寻优 路径恢复
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无线传感网基于梯度的非均匀分簇 被引量:7
9
作者 黄河清 沈杰 +2 位作者 马奎 姚道远 刘海涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2053-2059,共7页
针对无线传感网负载均衡问题并考虑在数据收集流量模式下节点的负载与距离数据收集节点Sink的跳数相关的特点,提出了一种基于梯度的非均匀分簇算法。通过构建符合实际流量模式的分簇拓扑结构,寻求网络的负载均衡,在一定程度上缓解近Sin... 针对无线传感网负载均衡问题并考虑在数据收集流量模式下节点的负载与距离数据收集节点Sink的跳数相关的特点,提出了一种基于梯度的非均匀分簇算法。通过构建符合实际流量模式的分簇拓扑结构,寻求网络的负载均衡,在一定程度上缓解近Sink的网络拥塞("热区")问题。分析此种数据汇集模式的数据流量特性,给出了节点至Sink跳数(梯度)与其负载流量的关系;从不同梯度的簇头负载与相同梯度的负载两方面着手,设计了负载平衡的非均匀分簇调整算法(WUC),依据节点自身的梯度确定分簇的规模,以多权值优化的方式成簇。仿真结果表明,网络中不同梯度的簇头流量负载标准差降低了9倍左右,网络的负载平衡有了显著的改善。 展开更多
关键词 无线传感网 负载平衡 梯度 分簇
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基于生物特征标识的无线传感器网络三因素用户认证协议 被引量:9
10
作者 房卫东 张武雄 +2 位作者 杨旸 张传雷 陈伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期702-713,共12页
为满足高安全级别场景(如军事、国家安全、银行等)的应用需求,进一步提高无线传感器网络用户认证协议的安全性,提出了基于生物特征识别的三因素用户认证协议.针对Althobaiti协议无法防御节点妥协攻击、模拟攻击、中间人攻击和内部特权... 为满足高安全级别场景(如军事、国家安全、银行等)的应用需求,进一步提高无线传感器网络用户认证协议的安全性,提出了基于生物特征识别的三因素用户认证协议.针对Althobaiti协议无法防御节点妥协攻击、模拟攻击、中间人攻击和内部特权攻击的安全缺陷,增加智能卡和密码作为协议基本安全因素,并利用生物特征标识信息生成函数与回复函数处理的生物特征标识作为附加安全因素;在密钥管理中,为每个节点配置了与网关节点共享唯一密钥,保证认证过程的独立性与安全性;实现用户自主选择与网关节点的共享密钥,提高公共信道通信的安全性;在网关节点不参与的情况下,设计密码和生物特征标识更新机制,保证二者的新鲜性.通过Dolev-Yao拓展威胁模型的分析与AVISPA的OFMC分析终端的仿真,结果证明该认证协议克服了Althobaiti协议安全缺陷,且对计算能力的需求小于公钥加密.权衡安全性与计算成本,该协议适用于资源受限且安全需求高的无线传感器网络应用. 展开更多
关键词 无线传感器网络 信息安全 三因素 用户认证协议 生物特征标识
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无线传感网簇头轮换能耗分析与改进策略 被引量:6
11
作者 邓瀚林 李磊 +2 位作者 黄河清 袁晓兵 王营冠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期317-320,326,共5页
为了设计能量利用效率更高的无线传感网簇头轮换策略,建立了竞争式簇头轮换的能耗分析模型,分析了数据收集与簇头轮换的能耗比例,提出了基于调度的簇头轮换策略,以消除簇头轮换造成的能耗开销.仿真结果表明,基于调度的簇头轮换策略明显... 为了设计能量利用效率更高的无线传感网簇头轮换策略,建立了竞争式簇头轮换的能耗分析模型,分析了数据收集与簇头轮换的能耗比例,提出了基于调度的簇头轮换策略,以消除簇头轮换造成的能耗开销.仿真结果表明,基于调度的簇头轮换策略明显改善了簇内的能量使用效率和能耗均衡性. 展开更多
关键词 无线传感网 分簇 簇头轮换 能量效率
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保障监测时延的无线传感器网络感知调度算法 被引量:1
12
作者 姚道远 张宝贤 刘海涛 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1591-1596,共6页
针对重点区域事件监测应用中,无线传感器网络需要满足不同监测时延要求,该文首先分析了点目标监测应用的时延下界,设计了多项式的最优自适应占空比分布式感知调度算法。在此基础上,设计了一个面向局部重点区域的事件监测分布式感知调度... 针对重点区域事件监测应用中,无线传感器网络需要满足不同监测时延要求,该文首先分析了点目标监测应用的时延下界,设计了多项式的最优自适应占空比分布式感知调度算法。在此基础上,设计了一个面向局部重点区域的事件监测分布式感知调度算法(LDSS)。LDSS具有较低的计算复杂度和通信复杂度。仿真结果显示,与现有的随机调度算法相比,LDSS能获得监测时延更接近于理论时延下界的性能。 展开更多
关键词 无线传感器网络 事件监测 感知调度 监测时延 分布式算法
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一种基于多参数模型的无线传感器网络能耗评估方法
13
作者 房卫东 石志东 +2 位作者 单联海 李凤荣 熊勇 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期753-759,共7页
为了更好地评估无线传感器网络(WSNs)的能量有效性,将传统的能耗模型和基于动态调制调节(DMS)的能耗模型相结合,提出了一种新的WSNs能耗评估方法。该方法采用基于多参数的能耗模型和联合评估,既考虑了传输距离对能耗的影响,又考虑了调... 为了更好地评估无线传感器网络(WSNs)的能量有效性,将传统的能耗模型和基于动态调制调节(DMS)的能耗模型相结合,提出了一种新的WSNs能耗评估方法。该方法采用基于多参数的能耗模型和联合评估,既考虑了传输距离对能耗的影响,又考虑了调制级别对能耗的影响,因而对节点能耗的计算更加精确,且使用范围更广。仿真分析验证了该方法的有效性。该方法采用的基于多参数的能耗模型和联合评估指标,是设计和优化WSNs,路由协议的关键。 展开更多
关键词 无线传感器网络(WSNs) 能量有效性 传输距离 调制级别 评估指标
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带状无线传感器网络间歇性故障检测 被引量:5
14
作者 华昕佳 张帅 +1 位作者 李凤荣 赵鲁阳 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期119-124,129,共7页
针对用于事件检测的带状无线传感器网络,间歇性故障检测易误判事件为故障,以及在高故障率区域误判率较高的问题,提出一种适合带状传感器网络的动态分布式故障检测算法。该算法基于分簇和决策扩散策略,在簇内找到正常的簇头,以此为参照... 针对用于事件检测的带状无线传感器网络,间歇性故障检测易误判事件为故障,以及在高故障率区域误判率较高的问题,提出一种适合带状传感器网络的动态分布式故障检测算法。该算法基于分簇和决策扩散策略,在簇内找到正常的簇头,以此为参照判断簇成员的状态。利用间歇性故障和事件在时间域的特性,排除一部分故障节点成为簇头的可能性,使用空间相关性和动态时间弯曲的方法鉴别事件区域的正常节点和故障节点,从而筛选出正常的簇头。实验结果证明,在高故障率区域和事件区域,该算法能达到99%以上的检测精确度,5.5%以下的误判率,并且具有较低的能耗水平。 展开更多
关键词 带状无线传感器网络 间歇性故障检测 时空相关性 事件检测 动态时间弯曲
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无线传感器网络分布式同步协议
15
作者 王晶 张帅 +1 位作者 高丹 王营冠 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期105-110,134,共7页
针对无线传感器网络同步问题,提出分布式时间同步和分布式数据同步的解决方法.前者要求簇头网络进行局部信息交互,并采用低通滤波技术去除噪声干扰;后者为节点提供网络数据均值,要求簇头网络执行比例一致性算法,簇头在迭代过程中引入簇... 针对无线传感器网络同步问题,提出分布式时间同步和分布式数据同步的解决方法.前者要求簇头网络进行局部信息交互,并采用低通滤波技术去除噪声干扰;后者为节点提供网络数据均值,要求簇头网络执行比例一致性算法,簇头在迭代过程中引入簇内节点数量.实验结果表明,分布式时间同步具备抗噪声能力,该算法在前期收敛速度最快.网格状网络和随机网络实验表明,分布式时间同步和分布式数据同步的通信开销非常低,它们的收敛速度均高于普通数据同步. 展开更多
关键词 无线传感器网络 同步 分簇 通信开销 收敛速度
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消防安全管理信息监测系统的研究和实现 被引量:8
16
作者 李世斌 金彦亮 +1 位作者 姚炜 熊勇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第18期213-217,共5页
针对国内许多大型的消防控制系统仍然处于分散报警阶段,没有统一的消防管理的问题,提出了一种应用在Web环境下的消防安全管理信息监测系统的设计方案。首先,设计了消防安全管理系统的总体架构,并将系统划分为报警监测、故障跟进、监督... 针对国内许多大型的消防控制系统仍然处于分散报警阶段,没有统一的消防管理的问题,提出了一种应用在Web环境下的消防安全管理信息监测系统的设计方案。首先,设计了消防安全管理系统的总体架构,并将系统划分为报警监测、故障跟进、监督管理、报警数据统计和分析四大功能模块;其次,对数据库表单设计、服务层业务逻辑定义、前端页面展示进行了技术实现;最后,以本市重点消防单位为试点进行测试,该系统提高了消防联网单位火灾预警能力和消防安全管理水平,满足了城市消防集中化、信息化、规范化的需求。 展开更多
关键词 消防 安全管理 信息化
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基于WiFi嗅探的感知系统研究 被引量:12
17
作者 赵飞飞 金彦亮 熊勇 《电子测量技术》 2016年第10期108-113,共6页
为了获取某一区域内开启WiFi功能的移动终端的数量,设计了一种基于WiFi芯片MT7620A和嵌入式操作系统OpenWrt的移动终端感知系统。在深入地研究了移动终端加入WiFi网络流程的基础上,通过选择合适的硬件平台和软件系统,在监听模式下利用... 为了获取某一区域内开启WiFi功能的移动终端的数量,设计了一种基于WiFi芯片MT7620A和嵌入式操作系统OpenWrt的移动终端感知系统。在深入地研究了移动终端加入WiFi网络流程的基础上,通过选择合适的硬件平台和软件系统,在监听模式下利用抓包工具抓取移动终端发出的嗅探帧,并解析出嗅探帧中的媒体访问控制地址等数据。重点阐述了感知系统的软件实现机制和关键技术,关键技术包括在U盘上外扩交换空间以及系统抓取并保存移动终端数据的算法。实验结果表明系统具有使用方便、能持续稳定抓包等特点,具有一定的商业价值。 展开更多
关键词 移动终端检测 WIFI 嗅探帧
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含时间参量的传感器网络修正感知模型
18
作者 邓瀚林 黄河清 +1 位作者 吴明娟 刘海涛 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第22期7-9,共3页
目标与传感器之间的距离对传感器感知能力具有重要影响,但现有研究仅考虑以距离作为参量建立量化传感器感知能力的模型,而忽略了时间因素的影响。为此,引入时间参量建立修正的传感器感知模型。实验结果表明,与已有的感知模型相比,该模... 目标与传感器之间的距离对传感器感知能力具有重要影响,但现有研究仅考虑以距离作为参量建立量化传感器感知能力的模型,而忽略了时间因素的影响。为此,引入时间参量建立修正的传感器感知模型。实验结果表明,与已有的感知模型相比,该模型能更真实地模拟传感器对目标的感知行为,量化传感器对运动目标的感知能力。 展开更多
关键词 传感器网络 感知模型 时间参量
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适用于围界防入侵的带状传感器网络路由机制
19
作者 陈鑫 李凤荣 +1 位作者 邢涛 王营冠 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第11期18-21,共4页
分析基于围界防入侵应用的带状无线传感器网络的特性。在这个基础上,提出了一种适用于带状无线传感器网络的分簇路由机制。该路由机制利用局部信息来优化分簇机制和簇头选择机制,同时提出了一种基于感知范围的节点休眠方法,节省网络消... 分析基于围界防入侵应用的带状无线传感器网络的特性。在这个基础上,提出了一种适用于带状无线传感器网络的分簇路由机制。该路由机制利用局部信息来优化分簇机制和簇头选择机制,同时提出了一种基于感知范围的节点休眠方法,节省网络消耗的能量。仿真结果表明:在带状传感器网络中,该路由机制与HEED算法相比在能量利用率和平均能耗上都有明显的优势,能够延长网络生存期。 展开更多
关键词 带状传感器网络 围界防入侵 分簇路由机制 网络生存期
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基于惯性传感器和视觉里程计的机器人定位 被引量:67
20
作者 夏凌楠 张波 +1 位作者 王营冠 魏建明 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期166-172,共7页
针对机器人快速运动下,由运动模糊而导致视觉里程计定位估计精度下降的问题,结合惯性传感器和视觉里程计提出一种定位算法。该方法以扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)为框架,利用惯性传感器的航位推算构建EKF的过程模型,视... 针对机器人快速运动下,由运动模糊而导致视觉里程计定位估计精度下降的问题,结合惯性传感器和视觉里程计提出一种定位算法。该方法以扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)为框架,利用惯性传感器的航位推算构建EKF的过程模型,视觉里程计作为相对线速度和相对角速度传感器用来建模观测方程,同时考虑到机器人运动在平面上,在垂直方向和侧向方向不会产生跳动和滑动,利用这两个方向上瞬时速度为零的约束构建另外一个观测方程。提出的定位方法能够克服视觉定位和惯性定位的缺点,提高了定位精度。基于机器人实测数据进行实验,结果表明提出的算法优于单独采用惯性传感器和视觉里程计。 展开更多
关键词 机器人定位 惯性传感器 视觉里程计 扩展卡尔曼滤波
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