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文字说明：

T=题名（书名、题名），A=作者（责任者），K=主题词，P=出版物名称，PU=出版社名称，O=机构（作者单位、学位授予单位、专利申请人），L=中图分类号，C=学科分类号，U=全部字段，Y=年（出版发行年、学位年度、标准发布年）

检索规则说明：

AND代表“并且”；OR代表“或者”；NOT代表“不包含”；(注意必须大写,运算符两边需空一格)

检索范例：

范例一：(K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 AND Y=1982-2016
范例二：P=计算机应用与软件 AND (U=C++ OR U=Basic) NOT K=Visual AND Y=2011-2016

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- 28 篇 教育学
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13 篇 南京航空航天大学
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作者

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7 篇 刘润涛
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789 篇 中文
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平面上不相交线段集的最小边界长凸包求解研究

平面上不相交线段集的最小边界长凸包求解研究

引用

作者：李楠大连海事大学

学位级别：硕士

本文针对平面上不相交线段集的最小边界长凸包问题进行研究,目标是要找到一个包含或者经过每条给定线段的最小边界长凸包。该问题的研究,不仅具有较大的理论价值,而且也有很大的实际应用价值。因为它有助于求解机器人行进路线、最优物... 详细信息

本文针对平面上不相交线段集的最小边界长凸包问题进行研究,目标是要找到一个包含或者经过每条给定线段的最小边界长凸包。该问题的研究,不仅具有较大的理论价值,而且也有很大的实际应用价值。因为它有助于求解机器人行进路线、最优物流配送路线、机械零件的切割等一类实际应用问题。本文首先论述了 TSP、WRP以及Rubber-band算法等相关知识概念以及现有相关研究成果。然后在此基础上,深入研究与分析了与本文研究问题相关的研究,指出了现有研究结果所存在的不足,即算法时间复杂度较高等。为改进已有相关算法的不足,本文通过分析线段与凸多边形的位置关系等要素,设计出了一个求解平面内给定的不相交线段集的最小边界长凸包问题的优化算法,将计算最小边界长凸包分为两个主要过程.:一是求出包含所有线段的凸包;二是收缩所得到的凸包且同时保证没有任何一条线段会完全位于凸包的外部,从而求出一个具有最小边界长的凸包。通过上述两个过程的有机融合,本文设计出了一个O(n4)的求解算法,优化了求解该问题的现有算法。

关键词：计算几何算法简单多边形最小边界长凸包局部最优路径

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简单多边形内Euclidean最短路径问题算法研究

简单多边形内Euclidean最短路径问题算法研究

引用

作者：侯斌大连海事大学

学位级别：硕士

Euclidean最短路径问题是计算几何中一个比较典型的问题,它的主要研究议题是：对于给定的一系列欧氏空间中的障碍物与其中的任意两点,希望找出这两点之间的最短路径。本文对该问题中的一个子问题即简单多边形内Euclidean最短路径问题进... 详细信息

Euclidean最短路径问题是计算几何中一个比较典型的问题,它的主要研究议题是：对于给定的一系列欧氏空间中的障碍物与其中的任意两点,希望找出这两点之间的最短路径。本文对该问题中的一个子问题即简单多边形内Euclidean最短路径问题进行深入的研究。简单多边形内Euclidean最短路径问题的几何描述为：给定简单多边形P及其内两点s、t,求解该两点之间的最短路径。该问题的解决算法在很多问题的解决中被使用,如巡视员问题,机器人的运动规划等等。在求解简单多边形内Euclidean最短路径问题时,会遇到大量计算几何的基础问题,如判断两点是否重合、两条线段位置关系,所以本文首先对这些基础问题进行阐述与分析,并给出了相应的解决方法。随后,本文对Euclidean最短路径所具有的性质进行了深入的研究,然后对在该问题上前人已给出的Funnel算法与Rubberband算法进行了深入的研究,并详细分析了这两个算法的时间复杂度。本文的重点是在Rubberband算法基础上给出了改进算法,改进算法在原有的算法上引入了分而治之思想,这样可以把问题的规模缩小,从而使问题的求解速度加快。同时,本文给出了Rubberband算法与改进算法的实现,运用事后分析方法对两算法的运行时间结果曲线进行了拟合,并求解了拟合曲线的方程,从而验证了改进算法的优越性。

关键词：计算几何 Euclidean最短路径问题简单多边形分而治之

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基于数字化图像的民族艺术平面构成系统的构成规则的研究

基于数字化图像的民族艺术平面构成系统的构成规则的研究

引用

作者：王毅昆明理工大学

学位级别：硕士

本课题对计算机辅助民族艺术平面构成的相关理论及应用进行了深入的研究和软件开发。论文详细阐述了依据数学和计算方法对计算机艺术创作——平面构成的基本原理与技术手法进行的研究和开发。本研究运用了几何分割的理论,把二维的... 详细信息

本课题对计算机辅助民族艺术平面构成的相关理论及应用进行了深入的研究和软件开发。论文详细阐述了依据数学和计算方法对计算机艺术创作——平面构成的基本原理与技术手法进行的研究和开发。本研究运用了几何分割的理论,把二维的画面抽象为一系列的规则几何空间:矩形、等腰三角形、等腰梯形等,即使艺术的感性问题转化为数学模型,并通过计算机程序编制加以实现。对于设计素材,提出“原始图元”概念,把这些本身具有二维特性的原始图元,作为整个构图画面的一个有机的单元。通过在平面上绘制的几何元素:直线、自由曲线、圆形、圆环、矩形等,以一定的规则对它们进行分割,获取平面上连续的二维区域;然后将原始图元进行排列变换操作,快速地绘制在对应的区域中,构成平面艺术作品。本文主要研究的内容包括平面构成理论和基于该理论归纳抽象出的构成规则,并对其几何元素分割进行了数学描述。在对平面艺术构成的研究基础上,提出了“原始图元+构成规则”的技术路线。其中研究重点是构成规则,即平面构成规则的特征和数学模型。本研究通过对平面艺术构成方法的归纳,提出了五种构成规则:直线构成规则、自由曲线构成规则、矩形构成规则、圆形构成规则、圆环构成规则,并给出了它们的特征和相应的数学描述。对自由曲线这种特殊的几何元素,重点研究它的数学表达、生成理论。为了满足艺术设计的要求,本研究采用累积弦长二次参数曲线生成理论和分割算法,实现了自由曲线的多种分割及图元的多种排列。在VC++6.0平台下,完成了构成规则模块的编程。通过多种实例测试,所生成的平面构成实例效果良好,基本可以达到艺术设计的目的。

关键词：平面构成构成规则计算几何计算机图形学

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简单多边形中限于给定点集的最短路径求解研究

简单多边形中限于给定点集的最短路径求解研究

引用

作者：王玉莹大连海事大学

学位级别：硕士

本文针对简单多边形中限于给定点集的最短路径问题进行研究,以期设计出一个求解算法,使得对于简单多边形中给定的点集以及起点s和终点t,能够找到一条从点s出发,中间经过给定点集中的某些点(也可能不经过),到达点t的最短路径。若这样的... 详细信息

本文针对简单多边形中限于给定点集的最短路径问题进行研究,以期设计出一个求解算法,使得对于简单多边形中给定的点集以及起点s和终点t,能够找到一条从点s出发,中间经过给定点集中的某些点(也可能不经过),到达点t的最短路径。若这样的路径存在,则输出该路径;否则,报告出最短路径不存在的结论。该问题是TSP问题的变形问题,也是很多实际应用问题(如物流配送问题等)的抽象模型,因此研究该问题,不仅具有理论意义,而且具有很大的实际应用价值。本文首先分析了简单多边形中点的可视性与最短路径计算的关联关系,然后通过分析简单多边形的顶点凸凹特性,将给定的简单多边形分割成若干个边链,求出边链对应的可视集,使得分布于每个可视集中的给定点之间相互可视。在此基础上,计算出关于给定点集的所有可视点对,最后运用Dijkstra算法计算出从点s到点t的最短路径。由于给定点集具有任意性,所以满足要求的最短路径未必存在,本文详细地分析了最短路径存在性,设计出了相应的判别算法以及最短路径的求解算法并加以分析。为了验证所设计算法的有效性,本文实现了所设计的算法并对算法运行结果做了较为详细的分析。实现结果表明,本文所设计的算法是高效的,在时间性能上优于已有的输出敏感度等算法。

关键词：计算几何简单多边形最短路径可视图可视点对

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基于通信和速度可交换性的多机器人在线撤离算法研究

基于通信和速度可交换性的多机器人在线撤离算法研究

引用

作者：张妍辽宁师范大学

学位级别：硕士

在线撤离问题是计算几何和机器人学的热点研究问题。本文针对多机器人在未知多边形区域的撤离问题展开研究,机器人的搜索目标为区域边界上的未知出口,最终目的是使所有机器人从出口撤离该区域。在线撤离问题的研究,不仅可以丰富计算几何... 详细信息

在线撤离问题是计算几何和机器人学的热点研究问题。本文针对多机器人在未知多边形区域的撤离问题展开研究,机器人的搜索目标为区域边界上的未知出口,最终目的是使所有机器人从出口撤离该区域。在线撤离问题的研究,不仅可以丰富计算几何,理论算法等领域的理论知识,还在危险区域撤离、灾难搜救等实际场景中有着广泛的应用。结合实际情况,本文将机器人的撤离区域设定为正多边形,将出口设置在边界上的未知位置,多个机器人从相同起点出发,相互协作搜索出口并撤离。在此背景下,本文针对撤离区域的几何模型设置和机器人速度的可交换性两个方面,展开具体研究。针对撤离区域的几何模型,在原有撤离区域模型(三角形、正方形、圆形)的基础上提出多机器人从正六边形区域在线撤离问题。在无线通信模式下,将机器人的数量扩展为2k(k≥1)个。根据机器人的数量和初始位置分情况讨论,分别给出了高效的多机器人协作在线撤离算法。在算法效率的分析中发现,撤离开销的上界会随着机器人数量的增加而减少,当机器人的数量趋近于∞时,撤离算法开销的上界近似为3.3229,匹配下界,进而证明了所提出的在线撤离算法为渐进最优算法。针对机器人速度的可交换性,在撤离过程中增加辅助工具使机器人的速度可以发生变换。在速度可变的前提下,分别研究机器人在两种不同通信模式下,从圆形区域撤离的情况。通过多项式撤离开销结果,分析算法的效率,同时证明了无线通信模式机器人的撤离下界。结合实际情况,分析了在速度比为1:7的情况下,无线通信模式下撤离开销近似为1.5630,面对面通信模式下撤离开销近似为1.8081,进一步说明了速度可变撤离算法的高效性。本文提出的撤离策略,不仅证明了在机器人起点相同的情况下,增加机器人数量和改变机器人的速度对减少算法开销的积极影响。其研究成果还能够应用于危险区域撤离、工具调度、竞争游戏等相关实际领域。

关键词：计算几何在线搜索正六边形区域速度可变移动机器人

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不规则形状零件优化排样技术的研究与实践

不规则形状零件优化排样技术的研究与实践

引用

作者：吴镝华中理工大学

学位级别：硕士

该文从优化理论在排样问题中的应用角度出发,着重对二维不规则形状零件的优化排样问题进行了研究,有针对性地构造了若干实用算法,进而在此基础上开发了一个计算机辅助优化排样系统.

关键词：不规则形状零件优化排祥启发式算法计算几何

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GIS中多边形中轴问题和算法研究

GIS中多边形中轴问题和算法研究

引用

作者：邵春丽武汉大学

学位级别：硕士

多边形中轴是计算几何学中的重要问题,其结构反映了图形的几何形状特征,在特征识别和计算机视觉中有着广泛的应用,同时在GIS空间分析中-如道路监测、双线河流简化成单线河流、划界、等高线内插等多方面,扮演着重要的角色。本文比较... 详细信息

多边形中轴是计算几何学中的重要问题,其结构反映了图形的几何形状特征,在特征识别和计算机视觉中有着广泛的应用,同时在GIS空间分析中-如道路监测、双线河流简化成单线河流、划界、等高线内插等多方面,扮演着重要的角色。本文比较了当前GIS中和计算几何中国内外关于多边形中轴的定义,讨论了它们的主要特点,指出多边形中轴应是到两条或两条以上边距离相等的点的轨迹。栅格方面,中轴线算法已经比较完善,介绍了地图代数内距变换的实现方法;矢量方面,剖析了欧氏空间中,GIS目前广泛应用的基于约束Delaunay三角网的重心法和外心法产生中轴的误区,以及计算几何—算法分析与设计—书中的纯角平分线中轴算法,发现用这几种方法生成的中轴都不是真正的中轴/中间线/等距离线,只是近似中轴线。存在很大的误差,该误差来源于概念上的错误,而不是计算方法的问题,所以不能满足那些精度要求较高的应用场合。因此提出了理论上较为严密,能够广泛满足实际应用需要的多边形中轴的几何方法-点对序列法。总之本课题的目的有两个:一,走出GIS领域的多边形中轴应用误区,这是一个科学问题;二,研究精确高效的多边形中轴算法,以满足高精度的应用。

关键词：多边形中轴计算几何骨架 Voronoi 地图代数

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基于MapObjects2.1点对象的Voronoi图构造及其GIS应用的研究

基于MapObjects2.1点对象的Voronoi图构造及其GIS应用的研究

引用

作者：郭宁宁吉林大学

学位级别：硕士

数字地球技术的发展和广泛应用向人们展示了一个多姿多彩的世界，成为一扇通往地球和宇宙空间知识、真理的大门。3S作为数字地球的核心技术，越来越受到广泛的关注。GIS、RS、GPS从不同的方面，提高了人类认识世界和改造世界的能力。在3... 详细信息

数字地球技术的发展和广泛应用向人们展示了一个多姿多彩的世界，成为一扇通往地球和宇宙空间知识、真理的大门。3S作为数字地球的核心技术，越来越受到广泛的关注。GIS、RS、GPS从不同的方面，提高了人类认识世界和改造世界的能力。在3S之中，GIS的任务是：对GPS和RS所提供的原始数据作处理、分析。因此，它成为3S之中的“大脑”。地理信息系统近年来发展迅猛，各方面技术日臻成熟。GIS中最受重视的部分就是空间分析，空间分析是整个GIS的难点也是重点。GIS的空间分析技术在未来人们生活中，会成为像水、电、煤气一样必不可少的组成部分。本文所做的工作就是在空间分析的一个领域，从理论入手，深入研究一种空间邻域分析技术。 Voronoi图是一种用于界定经济客体空间影响范围的方法。它在计算几何中是一种经典的结构，在CAD、GIS、数字地球等方面都有广泛的应用。本文设计并实现了一种有效的平面Voronoi图增量构造算法。不同于以往的是，应用缓冲区法、数据预处理法提高最近邻搜索效率,可处理平面点集三点共线、四点共圆等退化情形,而且计算精度较高。尽管从理论上说，算法的最坏时间复杂度为O(n2)；通过几个新技术的应用加速算法之后，试验结果表明算法的平均时间复杂度近似O(n)。实现Voronoi图整个构造算法过程中，对于每次添加站点过程都进行异常情况的处理，从而在最大限度上，减少误差。首先，新添加的生成点与已经计算过Voronoi图的三个生成点共处于同一个圆的圆周上，就发生异常情况—四点共圆。本文对这种情况进行了详细的分析、讨论，并提出了详尽的处理办法。其次，结合GIS中应用Voronoi图的实际，我们讨论的分析，其空间范围必然不可能是无限的。它不得不受到各种各样人类社会因素、自然因素的制约。因此，算法所计算的Voronoi图一定存在边界。针对边界问题的存在，算法从每一处涉及边界问题的情况出发，详尽地作出对任何一种对生成点影响区划分与边界相交关系的处理。在点对象增量算法中，每次只添加一个生成点、并计算此点及与之空间相关的数个生成点的Voronoi图。每次形成一个新生成点的影响区必然从其他生成点的影响区分割出一部分，所分割出的若干影响区相合并，形成新的影响区对象。所分割出的众多影响区并非只有凸多边形，存在凹多边形。对于这种情况，文中不仅讨论了鉴别方法，而且对凸、凹多边形合并的各种可能性做出了完备的处理。在以MapObjects为基础的GIS系统之中，多边形对象是用顶点的顺序序列惟一确定的。所以，多边形顶点次序的正确性就变得尤为重要，对于顶点及其次序的异常处理不可或缺。顶点的异常情况有两种：顶点重复读入和三顶点共线。删除重复顶点以达到去处冗余的目的；三顶点共线时，删掉处于中间位置的顶点。通过上述几种异常处理，不仅完善了算法本身，而且提高输出Voronoi图结构的数据质量。从而为建立在Voronoi图之上的空间分析、空间查询等高端GIS功能的研究提供更为良好的数据基础。 Voronoi图的构造只是GIS功能实现的数据基础，由它衍生的空间分析和空间邻域查询技术应用前景十分可观。空间分析应用社会科学、自然科学等规则，能够解决各个方面问题。空间要素影响区的划分在商业、城市规划、空间查询、空间分析中都具有非常重要的理论及实际意义。因而，实际应用中通常采用Voronoi图方法对空间要素的影响区域施以划分。本文根据这个EGIS应用系统的特点，应用Voronoi图的基本原理及其相关理论设计了Voronoi图的增量构造算法。Voronoi图生成程序为我们探讨Voronoi图在要素的空间影响区界定中众多应用提供了基础，例如：经济客体邻域分析、缓冲区分析等等。在EGIS系统中，将特定的GIS应用归结成Voronoi图邮局问题，然后再考虑其他因素的影响，从而一步一步完善模型。并且，把作为研究对象的空间点状要素具体化为经济客体。除了经济客体的空间邻域分析外，应用Voronoi图理论完成了缓冲区分析、服务区面积及经济客体间的距离量算等多种应用。另外，作为“数字地球”的技术基石之一，本文从顾客查询角度提供了空间查询功能；并逐步将其发展成复合查询，提供更完善的服务功能。无论如何，空间分析这个新兴的方向拓展空间十分巨大。在浩如烟海的空间技术中，它异军突起。本文所作的空间分析工作只是冰山一角，更多更艰巨的分析功能有待开发。基于组件式GIS开发工具 MapObjects的GIS系统在空间数据的组织和管理中存在许多不足。因此，原有数据组织形式的基础之上，

关键词： GIS MapObjects 数据组织和管理工作区计算几何 Voronoi图量构造算法空间邻域分析

来源：评论

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保流形先验的显示三维重建技术

保流形先验的显示三维重建技术

引用

作者：王鹏飞山东大学

学位级别：博士

三维重建是典型的逆向工程问题,其任务是解决如何从散乱点云中恢复出潜在的几何结构。从重建的方式上说,三维重建可分为隐式曲面重建和显式曲面重建,前者重在推测潜在曲面的隐式方程,而后者着重于依据给定的点云信息构建插值类型的网格... 详细信息

三维重建是典型的逆向工程问题,其任务是解决如何从散乱点云中恢复出潜在的几何结构。从重建的方式上说,三维重建可分为隐式曲面重建和显式曲面重建,前者重在推测潜在曲面的隐式方程,而后者着重于依据给定的点云信息构建插值类型的网格曲面。在保流形和光滑性方面,隐式重建优于显式重建;而在保尖锐特征、保几何细节方面,显式重建相对而言更具优势。两种重建方式互为补充、缺一不可。该学位论文研究旨在兼取二者之长,研究严格保水密、保流形的插值型显式重建。对于现实应用中的低质量点云,达到保水密、保流形的目标仍然极具挑战,其原因在于:(1)病态点云数据——现实应用中的点云数据存在各种各样的缺陷,比如分布不均且稀疏、无法向、噪声、离群点集、数据缺失等,从而造成了由数据缺陷引起的病态问题;(2)复杂点云形状——点云表达的潜在曲面在形状上可能包含尖点、尖边、薄板、细管、高亏格等复杂形状,现有方法不能充分照顾到其形状的复杂性,即无法合理协调全局形状特征与局部形状特征之间的多尺度多层次关系。为此,本文提出基于动态流形引导曲面Voronoi图的渐进式插值曲面重建思路,通过吸收“整体形状简单”、“可定向水密流形”等先验知识,创新性的攻克显式重建中的症结问题。具体包括以下三个方面:(1)保流形的曲面Voronoi图剖分曲面 Voronoi 图剖分包括受限的 Voronoi 图(Restricted Voronoi Diagram,RVD)和测地 Voronoi 图(Geodesic Voronoi Diagram,GVD),它们均可视作欧氏空间中的 Voronoi图在曲面上的推广,只不过前者基于直线距离,后者基于测地距离。两者相比较而言,RVD的计算效率更高,但在复杂模型上会出现剖分错误;GVD计算效率低、代价大,但其可保证每个站点统治一片连通区域,在不包含细管的模型上能够对偶出一个流形三角网格。通过观察RVD的几何结构、系统总结导致非流形的原因、以及分析基于流形三角网格曲面的完备条件,本文提出一种严格保流形的RVD生成算法,该算法不仅能够兼取RVD的高效优势和GVD的优良特性,而且能够严格满足保流形的苛刻要求(即使模型包含薄板和细管),为显式三维重建提供了基础性工具。与传统RVD的对比实验充分说明了本文算法的正确性和有效性。(2)保流形的显式曲面重建本学位论文的目标是针对带有缺陷的点云数据,重建一个具有高质量三角化的水密流形三角网格,同时高度保持其真实几何形状。本文的研究思路是以整体形状尽可能简单、可定向水密流形作为先验,通过从全局到局部吸引先验知识,提出基于动态流形引导曲面的渐进式重建算法,解决这个困难问题。在实现上,算法以点云的包围球作为初始引导曲面,在引导曲面上计算RVD,从而推测点与点之间的连接关系,得到更加逼近真实形状的引导曲面;通过分析引导曲面与点云在几何和拓扑上的差异,对引导曲面的结构进行修改。两种操作不断迭代执行,直到引导曲面不再发生变化时,输出一个高度还原真实形状的水密流形三角网格。在真实扫描和模拟扫描数据集上的大量实验充分验证了本文算法的有效性和鲁棒性。(3)保流形的网格曲面修复当给定的网格出现非水密、非流形、有孔洞、不一致的面法向、自交等缺陷时,很多算法都会失效;其中“非流形”是处理难度最高的缺陷。本文观察到曲面重建与曲面修复存在一定的共性,即目标都是输出一个水密流形网格,从而借助于保流形的曲面Voronoi图剖分,将引导曲面的思想拓展到网格曲面修复任务,为网格修复课题提供了新的研究思路。在实现上,将原始网格的顶点集合和网格边辅助采样点集合的并集当作站点集合,首先构建一个与原始网格形状近似的水密流形引导曲面,然后在该引导曲面上利用保流形曲面Voronoi剖分工具分析出顶点之间的正确连接关系。在公开数据集ModelNet10上与已有的修复算法进行了充分的对比,实验结果验证了本文算法的有效性。

关键词：计算几何计算机图形学流形曲面重建网格修复受限的Voronoi图

来源：评论

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各向异性无线传感网络节点定位问题研究

各向异性无线传感网络节点定位问题研究

引用

作者：黄河中国科学技术大学

学位级别：博士

基于位置信息的服务广泛存在于整个无线通信应用领域,从短距离蓝牙通信到长距离电话网络通信,我们均能发现位置信息的重要性。位置信息对于无线传感网络的应用来说同样至关重要,没有位置信息的数据是无意义的。传统的定位算法研究主要... 详细信息

基于位置信息的服务广泛存在于整个无线通信应用领域,从短距离蓝牙通信到长距离电话网络通信,我们均能发现位置信息的重要性。位置信息对于无线传感网络的应用来说同样至关重要,没有位置信息的数据是无意义的。传统的定位算法研究主要致力于提高定位算法的精度以及执行效率等方面,而较少考虑传感器节点所处的实际定位环境或是节点自身硬件约束对定位精度产生的影响。我们将复杂定位环境以及节点天线传输模型不规则性总结为传感网络的各向异性特征,因此针对各向异性传感网络定位相关问题的研究是本文的主要工作。论文针对无线传感网络的各向异性特征对节点定位带来的难点进行分析并展开深入的研究,引入计算几何和博弈论等理论作为研究工具,以降低各向异性网络对测距误差带来的影响、提高节点定位精度和算法收敛速度为目标,提出了有效的解决方案。本文的主要研究内容和创新点如下: 1.针对之前提到的复杂定位环境造成的各向异性情况,我们设计了基于参考节点权重选择的各向异性网络定位算法WSAN。传统的基于多跳定位算法假设节点间通过计算得到的最短路径长度与实际几何距离之间存在函数映射关系,然而由于传感节点应用场景以及分布环境的多样性,在一些复杂区域中这种函数映射关系将不再成立,从而在这类区域应用传统定位算法将带来较大定位误差。WSAN算法根据待定位节点与参考节点间的最短路径受边界以及障碍物影响的程度来滤除受各向异性区域影响严重的参考节点路径。网络中的每一个未知节点通过选择合适的,未受影响的参考节点进行定位,降低了定位过程中错误距离估计带来的影响,从而大幅提高了定位精度。仿真实验表明,较之传统的多跳定位算法,WSAN算法通过合理选择参考节点,将平均定位误差减小了约30%。 2.为了在一般网络拓扑与各向异性网络拓扑之间寻找并建立联系,进而设计一种应用性更广的普适定位算法,论文提出了基于参考节点凸包划分的距离无关各向异性网络定位算法CHP。CHP算法首先对参考节点进行凸包划分,然后按照路径最短优先原则为待定位节点选择所属凸包。最终,算法依据待定位节点所属凸包内的所有参考节点对其进行定位,从而有效避免了各向异性区域边界和障碍物对定位精度的影响。性能分析及仿真实验表明,提出的新算法较传统的基于多跳算法以及各向异性区域内基于参考节点权重选择算法在定位精度以及误差抖动上有了大幅度改进,因此更适用于各向异性区域定位。 3.设计了基于博弈理论的各向异性网络定位算法。现有的大多数定位算法可以分为初始定位和位置求精两个阶段。这些算法在位置求精时大多是利用未知节点的邻节点以及其它相关节点来修正位置信息,但是目前尚未开展针对“如何才能最合理的修正未知节点位置信息”问题的研究。在位置求精阶段,假设所有节点都追求自身最高的位置精度,同时节点都是自私的,希望通过调节其它节点的位置信息来提高自身位置信息的可信度。对于节点间的这种利益冲突关系,博弈论是一种合适的数学分析工具。因此本文提出了一种基于博弈理论的定位算法GTCMS解决上述问题。在迭代求精阶段,每个未知节点首先根据自然的博弈过程选择位置修正时能够达到NASH均衡的邻节点;然后根据最优反应理论调整自身的位置。GTCMS算法首次将博弈理论引入定位问题中,并实现了全局NASH均衡。与传统未采用博弈理论的定位算法相比,它可以大幅降低定位误差并提高收敛速度。 4.设计了基于路由信息修正的各向异性网络定位算法。一般定位算法大都假设传感节点具有规则的通信传输模型,且每一个节点均可与其通信半径内的邻居节点相互通信,同时不存在传输过程中的丢包问题。通过实际传感器节点端实验发现,每一个节点的信号传输模型均是不规则的,具有相同发射功率的不同节点间也存在较大的差异,并不能实现节点之间的对等通信;即使对于一个确定的具备全向通信能力的节点而言,在不同方向和不同时间点内其通信半径也是波动的。与此同时,传感节点间的无线通信链路质量较差,特别是对于相距较远的两个节点在通信时会存在频繁丢包的现象。上述的这些问题均会影响节点的定位精度,论文将着重研究节点通信半径的不规则、时变性以及节点间通信链路丢包等问题,同时提出了一种基于路由信息修正的各向异性区域定位算法RCL。RCL定位算法通过一系列策略很好地解决了上述问题。模拟实验表明,采用上述策略不仅可以保证得到正确的最短路径信息,还尽可能地减少了不规则通信半径带来的负面影响,能够有效地提高定位精度。论文将计算几何,博弈论等知识体系引入各向异性传感网络定位问题中,为该研究方向带了全新的研究思路。在文章最后,分析并展望了算法中不够完善的地方,提出了下一步工作的具体构想。

关键词：无线传感网络定位各向异性传感网络凸包划分博弈论计算几何路由信息修正

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