Bounding Cube:一种无线传感器网络节点三维定位算法

无线传感器网络经常会部署在三维区域内,但目前大部分节点定位方法仅考虑的是二维应用。针对无线传感器网络节点能量有限特点,提出1种三维节点定位算法bounding cube,研究算法的原理和实现方法,并进行仿真分析。仿真结果表明,在100 m×100 m×100 m的三维空间内随机部署400个节点,当已知节点密度>20%,通信半径分别为r=30 m,r=40 m,r=50 m时,相对定位误差均<40%,当已知节点密度>20%、通信半径>30 m时,一次定位比例可以达到100%。该算法的突出特点是方法简单、计算量小。

考虑间断速度场的光滑有限元极限分析上限法

基于应变光滑技术的有限元极限分析方法,为岩土工程稳定性分析提供了一种有效和高精度的数值分析途径。通过改进基于节点光滑域的方法,使其可以考虑间断的运动许可速度场,提出一种新型节点光滑有限元极限分析上限法。在土与结构接触面处引入间断速度场,以间断面处节点速度差表征间断速度场的大小,进而基于间断节点重新构造节点光滑域。在Mohr-Coulomb屈服准则和关联流动法则的基础上,分别计算间断面和光滑域内的内能耗散,并将屈服准则和流动法则的约束条件转化为一系列的二阶锥约束方程,最终将考虑间断速度场的节点光滑有限元上限法转化为标准的二阶锥规划模型。此模型可以采用高效的原对偶内点算法进行求解。通过岩土工程中经典问题的数值分析,验证了新方法的可靠性,并通过数值分析发现,结构与土体接触的强度性质对结构的失稳模式和极限承载力具有明显的影响。

基于无线传感器离散网络模型的Bounding Box定位算法研究

Bounding Box算法是一种典型的基于离散网络模型的无线传感器网络节点定位算法。针对Bounding Box算法定位误差大、覆盖率低的缺点,提出一种采用虚拟锚节点策略的改进定位算法。首先未知节点利用其通信范围内的锚节点进行定位;其次,已定位的节点根据升级策略有选择性的升级为虚拟锚节点;最后,无法定位的节点利用虚拟锚节点实现定位。另外,在离散网络模型的基础上,通过建立双半径网络节点模型从而进一步约束了未知节点的位置。理论分析及仿真结果均表明,该算法在显著提高定位覆盖率的同时,有效地提高了定位精度。

一种基于虚拟锚节点策略改进的Bounding Box定位算法

针对Bounding Box算法定位误差大、覆盖率低的缺点,提出了一种采用虚拟锚节点策略的改进定位算法。首先未知节点利用其通信范围内的锚节点进行定位;其次,已定位的节点根据升级策略有选择性的升级为虚拟锚节点;最后,无法定位的节点利用虚拟锚节点实现定位。另外,在离散网络模型的基础上,通过建立双半径网络节点模型从而进一步约束了未知节点的位置。理论分析及仿真结果均表明,该算法在显著提高定位覆盖率的同时,有效地提高了定位精度。

土工布环向约束球形鼓胀变形及破坏特性分析

复合土工膜由土工膜和土工布组成,在平原水库防渗中,土工布起保护加强作用,并对复合土工膜鼓胀变形有重要影响。本文将土工布气胀现象简化为环向约束球形鼓胀变形模型,借助土工布布下铺设的不透气薄膜,通过鼓胀变形专门试验设备,进行鼓胀变形试验,研究土工布鼓胀的变形特征和力学特性,并借助显微镜着重分析土工布变形过程中纤维结构变化过程和胀破机理。结果表明:(1)土工膜胀破压力约为土工布胀破压力的50%~60%,可见膜上土工布除起保护作用外,还会对土工膜变形产生约束作用,并增加其抵抗变形的能力。(2)土工布在鼓胀变形中,张应力–应变曲线表现为塑性变形特征,可分为线弹性、屈服、强化和胀破拉断共4个阶段。(3)土工布鼓胀变形形状为半球状,撕裂点一般出现在冠顶处,且进一步扩展为纺锤形撕裂破坏;微观结构分析表明,针刺短纤维形成的缠结点具有一定的缠结力,缠结点之间的纤维具有一定的拉伸强度,缠结点缠结力逐渐失效和纤维断裂是土工布鼓胀变形破坏的主要原因。(4)土工布单位面积质量越大,纤维和缠结点越密,可承受的鼓胀压力越大,即抵抗鼓胀变形的能力越强。研究成果对于分析膜上土工布对土工膜鼓胀变形强度的贡献具有一定实际意义。

基于网络节点相似性的髋关节点云配准算法

针对基于聚类和距离的点云去除异常值算法在髋关节点云上容易去除正常值,导致点云结构发生改变等问题,本文提出一种随机抽样一致性(random sample consensus,RANSAC)拟合圆算法与包围球去除离群值算法,利用RANSAC算法提出距离点云主体较远的异常值,使用包围球算法去除髋臼窝中悬浮的异常值.同时,针对迭代最邻近点算法(iterative closest point,ICP)在选取初始点对时偏离真实值较大,容易导致迭代次数过多,陷入局部最优解的情况,本文提出一种基于网络节点相似性筛选初始点对方法,通过选取最接近真实值的点对进行迭代优化.结果表明,改进算法能够有效剔除髋关节表面点云中的异常值,选取准确的初始点对,实现任意位姿下两组点云的快速、精确配准.

关键活动节点处的在线近似一致性检测

为校验事件流与模型之间的服从性,节约资源和提高检测效率,提出一种不需要构建模型的近似检测方法。对已有的日志进行聚类,选取代表性的迹构建模型支集,计算适合度上下界作为一致性的判断依据。系统在线运行过程中,将事件流暂存于事件堆栈,在关键活动节点处取出序列,进行与模型支集之间的一致性检测。通过实际案例对提出方法进行性能评估,并与其它方法进行对比,结果验证了算法的可行性,其具有较高的准确率。

图数据中Top-k属性差异q-clique查询

紧密子图发现在许多现实世界网络应用中具有重要的研究意义.提出一种新的紧密子图发现问题——Top-k属性差异q-clique查询,找出图中k个节点间属性具有最大差异的q-clique.属性差异q-clique是一种结合图的结构特征和节点属性的紧密子图,在作者合作关系图数据中,该查询可以发现属性(如研究领域或所属单位)上不同的具有紧密合作关系的团队.给出了q-clique的属性差异度量,证明了该问题为NP难问题.采用分支限界策略,提出一种有效求解问题的算法AD-Qclique,同时依照best-first排序思想优化节点访问次序进一步提高算法性能.ACM作者信息数据集上的实验表明,算法AD-Qclique效率远优于基本算法BSL,并且结果中作者皆具有较高的H-index值及广泛的研究领域.

WSN中一种改进的边界盒定位算法

边界盒算法利用通信范围内锚节点的区域位置信息实现自身定位。基于此,提出一种适用于无线传感器网络的改进边界盒定位算法,待定位节点利用边界盒算法得到初始区域位置信息后,广播该区域位置信息,并结合通信范围内其他待定位节点的区域位置信息实现二次定位。实验结果表明,改进算法的运算量较小,定位精度较高。

基于最小生成树的R^＊-树结点分裂算法

针对R*-树应用到逆向工程领域时遇到的适用性差等问题,提出了一种新的R*-树结点分裂算法.该算法将R*-树索引结点表示为轴向包围盒,依据轴向包围盒外接球间的重叠度计算结点相似度,并将其作为权值构建结点无向连通图,用来求解结点无向连通图的最小生成树.沿最大权值边将最小生成树分裂为2棵子树,并基于结点外接球体积对R*-树结构进行优化,从而实现了R*-树结点分裂.实例表明,R*-树结点分裂算法可处理各种复杂数据的结点分裂问题,能够有效地提高R*-树的构建效率及空间数据的查询效率.

确定无线传感器网络节点配置数目的一种方法

网络节点的配置数目对无线传感器网络的使用寿命、目标检测性能及经济代价具有很大影响,是无线传感器网络设计的一个重点。从信号处理角度,基于一定的网络使用寿命及一定的检测概率要求,提出确定网络所需节点数目下限的一种方法,并对各种参数对网络性能的影响进行分析。

分支定界算法在调度问题上的应用

以在ｎ台机器上串行加工ｍ个工件为例，讨论调度问题的最优求解方法，在分支定界算法中利用串行加工原理选取下界函数，在得到一个可能解后，通过回潮来取得最优解，从而揭示分枝定界算法在调度问题上的应用．

基于VB的智能小区家庭监控系统的通信与数据管理

文章讨论了基于 VB智能小区家庭监控系统 PC机与家庭节点机之间通信的实现 ,给出了数据库系统模块 ,数据结构及数据库连接。该系统实现了远程抄表 ,报警监控 ,是一种经济实用的住宅智能化管理方案。

分支与定界算法的实现研究

本文介绍分支与定界算法的基本原理 ,着重讨论了此算法在具体实现过程中遇到的两个难点

基于改进HK模型的社交网络舆情演化

传统网络舆情演化研究中,网络结构平均聚类系数较小,平均路径长度较大,且个体之间的相对权威性相等。针对这种情况,提出一种基于个体相对权威性的改进HK(Hegsekmann-Krause)模型来对个体间的权威性进行量化,同时构建更符合实际社交网络性质的网络拓扑结构。实验结果表明:该模型随着有限信任阈值增大,演化后的最终观点数量减少;随着平均节点度增大,观点以更快的速度趋于一致;该模型能够有效提高网络平均聚类系数、降低平均路径长度,同时舆情演化效果与传统HK模型一致。

无线传感器网络环境下基于锚节点定位的节点定位误差分析

基于相对距离测量的WSN节点定位误差分析,在克拉美劳边界(CRLB)理论基础上,将传统的不考虑锚节点误差的CRLB分析方法进行了拓展,建立了包含锚节点误差的CRLB模型,用该模型分析了使用误差锚节点时各种系统参数设置对待定节点定位精度的影响,最后将分析结果与传统的定位误差分析方法进行比较。结果显示,该方法是经典的WSN节点定位CRLB模型和三边定位法误差传递模型的拓展,在相同条件下可以得到相同的结果,从而证明了提出的误差锚节点定位CRLB模型的正确性。

基于节点分裂优化的R-树索引结构

针对R-树索引空间查询效率低下的问题,提出一种基于节点分裂优化的R-树索引结构:SR-树索引。SR-树索引在节点分裂过程中,通过增加叶子节点的空间数据聚集性来减少叶子节点最小外接矩形的覆盖面积。为了有效降低磁盘读写消耗,SR-树节点在写入索引时,首先将索引树在内存中建好,然后在文件中写入树信息,最后通过递归的方式写入节点。实验结果表明,与R-树索引相比,SR-树索引可以在减少最小外接矩形重叠面积的同时,有效降低查询响应时间,从而达到提高查询效率的目的。

分支限界算法的研究与实现

分支限界算法是一种在问题的解空间树上搜索问题的解的方法,主要采用广度优先或最小耗费优先的方法搜索解空间树,其核心思想就是"剪枝"。首先提出了分支限界算法的一般策略与实施步骤,然后以电路板布线问题为实例,设计并实现该问题的算法,经过实验数据验证了其性能,进而反映了分支限界算法的高效性。

一维定态薛定谔方程束缚态波函数节点定理的证明

针对一维定态薛定谔方程的束缚态,基于量子力学的变分原理,证明了其波函数的节点定理.基本思路是根据束缚态波函数的节点构造恰当的试探波函数.

无线传感器网络中的信标优化选择算法

针对无线传感器网络中节点定位精度的问题,提出了一种基于距离和Cramer-Rao下界的信标优化选择算法。该算法通过分析信标与节点间的距离和位置拓扑关系对定位精度的影响,选择CRLB值最小的信标子集进行位置估计,减少节点定位误差。仿真结果表明,该方法较大地提高了定位精度,降低了计算量,为合理选择信标子集提供了依据。