作者:韩知玖; 吴文江; 李孝伟; 张丹; 李春欣 期刊:《上海大学学报·自然科学版》 2019年第06期
传统的人工势场(artificial potential field, APF)路径规划算法存在局部极小值.通过引入虚拟力,提出了一种改进的人工势场算法,该算法可在考虑控制对象动力运动约束条件下,实现快速跳出局部极值的效果.以固定翼无人机为例,基于其动力学特性分析,在改进人工势场法中增加了最小转弯角度的限制,并通过仿真实现了可兼顾路径的距离短、平滑和安全性的最优规划.
作者:杨海波; 赵克华; 祝云凯 期刊:《传感技术学报》 2019年第11期
针对水下传感器网络节点移动过程中造成网络拓扑结构变化导致的节点能耗不均衡、网络吞吐量和生存时间下降的问题,提出一种基于信噪比的虚拟力算法。首先,考虑水下网络信道传输特性,构建信道信噪比数学模型;然后,以信噪比和节点度双指标修正传统虚拟力模型,讨论节点移动策略;最后,建立数值仿真环境验证移动策略的有效性。结果显示:相比于传统节点移动策略,本文所提出的移动策略可以有效提升网络吞吐量,延长网络生存时间。
作者:张云亚; 纪志成 期刊:《服装学报》 2012年第04期
为了优化无线传感器网络节点部署性能,在粒子进化的多粒子群算法的基础上结合虚拟力方法,提出了一种虚拟力导向多粒子群算法的部署策略。该策略通过节点间的虚拟力影响多粒子群算法的速度更新过程,指导粒子进化,采用多个粒子群独立搜索解空间,有效地避免了"早熟"问题,从而最大限度地优化了网络的覆盖率。仿真结果表明,与虚拟力算法和多粒子群算法相比,该算法在覆盖率、迭代次数和部署时间等方面具有更好的性能。
作者:俞宙; 单甘霖; 段修生; 徐公国 期刊:《探测与控制学报》 2019年第02期
针对传感器布站时战场环境中存在障碍物问题,提出了障碍物遮蔽下三维空间多传感器优化布站方法。该方法首先对侦察区域进行网格划分,接着采用自适应LOS理论来检测区域中存在的障碍物,建立多传感器优化布站数学模型,最后采用虚拟力自适应权重粒子群算法求解传感器最优布站位置。仿真实验表明,该方法增强了粒子的全局搜索能力,提高了运算速度和区域覆盖率。
作者:张俏薇; 陈俊杰 期刊:《传感器与微系统》 2018年第05期
针对传统虚拟力算法的后期稳定性较差,容易导致覆盖率降低的问题,提出了一种基于sigmoid函数的变步长虚拟力算法,通过每次迭代减小误差的方法,调整节点每次移动的步长,即节点移动的速度,提高收敛速度和后期稳定性。采用0—1圆盘节点感知模型,在800 m×700 m的矩形监测区域内,对提出的算法进行了仿真研究。仿真结果表明:与传统虚拟力算法相比,所提算法在保证收敛速度的同时,覆盖率均值提高了4.23%,覆盖率最优值提高了1.52%,稳定性提...
作者:王燕莉; 安世全 期刊:《传感技术学报》 2005年第02期
根据当前无线传感器网络技术的发展,把无线传感器网络覆盖问题分为三类,即确定性覆盖,随机覆盖和运动环境的覆盖.同时对各种覆盖问题,详细介绍了可能采用的方法,如势场方法、几何方法,连通性方法,并比较了各种方法的优缺点,指出其应用环境和需要进一步研究的工作.
作者:金鑫; 易晓梅; 吴鹏 期刊:《传感技术学报》 2018年第02期
大规模无线传感器网络路由转发中主要存在节点负载不均衡,容易导致"热区"中节点过早死亡,从而大大降低传感器网络生存时间的问题。针对这一问题,本文提出一种新的路由协议ECFP,首先利用节点与Sink节点的最短跳数建立簇首竞争半径,根据簇首竞争半径选择剩余能量较高、链路质量较好的节点出任簇首,然后基于虚拟力模型进行非均匀分簇,最后簇首之间多跳将信息传输至Sink节点。实验结果表明本文提出的协议在能耗均衡性和网络生存时间...
作者:丁治强; 王雷; 张丙岳 期刊:《计算机系统应用》 2019年第03期
现有设备区域覆盖方面的研究大多针对二维空间无向感知区域,设备位置往往随机设定,对复杂空间环境的感知覆盖率较低,难以满足安全监控等实际应用的需求,本文针对复杂环境下的有向监控设备网络,首先建立设备感知模型,然后提出在三维空间区域中结合虚拟力及区域权重的设备监控方向调整算法,增加区域有效覆盖率,最后基于贪心策略给出额外设备的部署方案以进一步增强区域覆盖.实验结果表明本文提出的方案能以较小代价大幅提高区域覆盖...
作者:周非; 高建军; 范馨月; 安康宁 期刊:《系统仿真学报》 2018年第08期
网络覆盖率和节点功耗是WSNs(Wireless Sensor Networks)中主要考虑的2个性能指标,尽管现有的许多覆盖方法对这2个指标做了相应的提升,但它们大多只针对一个性能进行改进,而对另一个性能的优劣未作详细的讨论。针对这种不足,提出了一种基于VFA(Virtual Force Algorithm)的改进算法,将WSN进行网格划分,节点对网格的作用力和其它作用力进行自适应选择;在所选合力作用下,传感器节点进行重新部署,进一步优化WSN的动态覆盖...
作者:王勇杰 期刊:《计算机工程与应用》 2018年第20期
节点布置问题随着数据量的增多变得越来越重要,它决定着整个网络模型的覆盖情况,并且对于整个网络的能耗、效率等一些因素也有影响,因此研究节点布置问题对于提升网络性能至关重要。而节点布置问题又分为两个子问题,区域覆盖问题和中心点选择问题,对于区域覆盖问题,利用虚拟力场的方法,使每个节点自身根据受力情况进行相应的移动,扩大区域的覆盖范围;对于中心点选择问题,提出了两种基于不同策略的k-中心算法来对节点进行...
作者:祁春阳; 戴欢; 赵晓燕; 李克清 期刊:《计算机工程与设计》 2018年第03期
基于虚拟力的无线传感器网络覆盖算法易陷入局部最优,导致覆盖率低、收敛速度慢。针对上述问题,提出一种基于虚拟力和泰森多边形划分的分布式覆盖(virtual force Voronoi partition,VFVP)优化算法。通过虚拟力方案尽可能分散节点,提高监测区域的覆盖率,采用集合划分泰森多边形方案和Minmax算法减少虚拟力末端中覆盖率下降的情况,使用质心算法提高虚拟力算法的收敛速度。相比基于虚拟力的网络覆盖算法,VFVP算法提高了5%左右的覆盖...
作者:戴波; 周泽彧; 安海洋; 李雁飞; 任海胜 期刊:《中国安全生产科学技术》 2018年第03期
超宽带定位技术作为一种室内高精度定位技术是解决危化品仓库堆垛贮存状态安全监测的有效方法,但在仓库非视距环境中,存在定位精度不足的问题,无法满足堆垛“五距”安全的监管要求。针对此问题,从UWB信号的信道模型和定位精度影响因素出发,利用高斯滤波消除了参考点在定位过程中由于系统和环境带来的随机误差影响,建立了参考点误差矢量库,并提出了一种虚拟力校正算法,利用建立的矢量库来对待测标签进行矢量补偿,达到提高定位精度的...
作者:宋志强; 方武; 卢爱红 期刊:《仪表技术与传感器》 2017年第09期
针对无线传感器网络全部用固定传感器节点随机部署网络覆盖率较低以及全部用移动传感器节点部署时费用较高的问题,提出一种基于虚拟力的混合传感器网络部署策略,首先通过随机部署固定节点实现初始覆盖,然后由汇聚节点找出未被覆盖的热点(网格中心点),再由汇聚节点通过匈牙利算法指派任务给移动传感器节点完成对未被覆盖的网格中心点,由各移动传感器节点根据虚拟力算法自主移动至未被覆盖的网格中心点或附近。仿真实验表明:该部...
作者:周挺 期刊:《内蒙古师范大学学报·教育科学版》 2017年第04期
针对全向传感器网络中的三维覆盖增强问题,简单的把二维覆盖增强算法扩展到三维空间,会存在覆盖性能不稳定、能耗大等缺陷,提出了一种基于虚拟力的三维覆盖增强算法.该算法通过传感器之间的节点斥力和节点引力以及传感器与目标区域边界之间的边界斥力来确保传感器的均匀分布,并使用覆盖因子来消除传感器的无效移动.仿真结果表明,所提算法不仅具有较好的收敛性,还能够显著地提高无线传感器网络的覆盖率.
作者:张颖; 乔运龙; 张海洋 期刊:《上海交通大学学报》 2017年第06期
提出了基于改进的虚拟力和果蝇优化(Virtual Force and Fruit Fly Optimization,VFFO)算法混合控制水声传感器网络部署优化的方法.该方法首先通过虚拟力算法对传感器节点的初始部署进行优化,以得到较好的初始部署状态;然后通过改进的果蝇算法对水声传感器网络进行重部署,同时分析了算法的移动部署能耗问题.仿真结果表明,该算法在相同能耗下能够得到更高的网络有效覆盖率.
作者:魏连锁; 蔡绍滨; 潘实 期刊:《通信学报》 2017年第06期
针对现有无线传感器网络(WSN)锚节点移动策略不能有效避免遍历网络空洞区域时引起的移动路径过长、定位精度低等缺点,提出一种基于改进虚拟力模型的无线传感器网络锚节点移动策略。将未知节点的邻居节点数量及其到邻居节点的距离作为自身的密集权重属性,利用未知节点的密集度作为权值来改进传统的虚拟力模型。同时考虑测距误差ε的大小,利用三边测量法分析锚节点的最优分布情况、方向选择、移动步长、回退策略。使用未知节点收到...
作者:贺思航; 程良伦 期刊:《工业控制计算机》 2017年第04期
无线传感器网络中感知节点配置和优化是保证无线传感器节点能够对目标区域进行监测的先决条件。针对检测区域需要高覆盖率并且保证节点快速部署的要求,提出一种虚拟力与粒子群算法混合的算法,该算法用以解决在特定检测区域的感知节点快速配置和智能寻优问题,通过仿真对比,该算法在迭代次数和区域覆盖率等指标上都优于单独使用虚拟力算法或粒子群算法。
作者:楼晓春; 谢宇 期刊:《中国机械工程》 2014年第24期
针对多机器人协同控制问题,采用Zigbee无线通信系统,设计了基于局部信息存储的黑板通信方式,将领航-跟随算法与虚拟力法相结合,定义了基于距离与速度分量的虚拟力,通过引入随机发生函数、变排斥力反馈控制算法,解决了多机器人自组织协作中瘫痪死锁、决策冲突的问题,构建了三台两轮差速驱动的小型移动智能体物理实现平台。仿真结果及移动机器人实体实验证明了该方法的有效性和可行性。
作者:杨斌; 陆余良; 杨国正; 朱凯龙 期刊:《上海交通大学学报》 2017年第01期
针对传统免疫网络分类算法中抗体细胞进化缺乏有效指导的问题,提出了一种基于虚拟力导向和细胞分化的免疫网络分类算法(VCAINC).算法引入虚拟力场区的概念,基于虚拟力场区定义抗体所受的虚拟作用力以指导抗体的进化过程,并根据移动收敛条件判定抗体的合理位置;对于无法达到收敛条件的抗体,采用细胞分化策略提高免疫网络的分类性能;分析了算法在UCI标准数据集的分类效果.实验结果表明,VCAINC对于多个标准数据集均具有良...
为了提高无线多媒体传感器网络(WMSNs)区域覆盖率,在传感器节点随机部署后,通过调节传感器节点的感知方向,使节点从感知重叠区域向覆盖盲区转动,提高网络覆盖率。针对现有算法中存在覆盖效率和覆盖率不能统一的问题,提出一种改进的虚拟力覆盖算法(VFARCR),该算法利用传感器节点感知扇形区域质心点间的斥力调节感知方向,且通过传感器节点间的覆盖冗余度的决定方向调整的大小,虚拟力和覆盖冗余度共同控制传感器的转动。仿真实验...