Geri Dön

Path planning and localization for mobile anchor based wireless sensor networks

Hareketli çapaya dayalı kablosuz sensör ağlar için rota planlama ve konumlandırma

  1. Tez No: 475036
  2. Yazar: ECENAZ ERDEMİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TEMEL ENGİN TUNCER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 92

Özet

Kablosuz sensör ağlarda, güç ve işlem kabiliyeti sınırlı sensörler geniş bir alana dağıtılmış bulunmaktadırlar. Sensörleri konumlandırma problemi büyük önem arz etmektedir. Genellikle, sensör konumlandırmada bilinen çapa pozisyonları kullanılmaktadır. Çapa düğümü oluşturmanın basit ve etkin bir yolu da GPS birimi bulunan hareketli çapaların kullanılmasıdır. Bu tezde, gözetim alanını tarayarak sensörlerle iletişime girmek ve bu sensörleri konumlandırmak için tek bir hareketli çapa kullanılmaktadır. Bu sebeple hareketli çapa için en iyi rotayı planlamak büyük önem taşımaktadır. Rota uzerindeki hareketli çapa durakları, sensör konum kestiriminde kullanılan çapa düğümlerini oluşturmaya yaramaktadır. En az mesafe katedip en az sayıda çapa düğümü kullanarak, mümkün olan en çok sensörü konumlandırmak için çeşitli rota planlama yöntemleri önerilmektedir. Bu tezde, hareketli çapaya dayalı kablosuz sensör ağlar için rota planlama ve konumlandırma konusu işlenmektedir. Sabit ve dinamik durumlar için iki yeni rota planlama algoritması önerilmektedir. Bu yaklaşımlar, gözetim alanını en kısa yolu katedip en az sayıda düğümde duraklayarak kapsamak için hareketli çapa kullanmaktadırlar. Bununla birlikte, sensör ağını imecesiz olarak konumlandırmak için almaşık enküçültme algoritması önerilmektedir. Dış bükey olmayan, NP zor konumlandırma problemi yarı dışbükey bir forma getirilerek özyineli bir şekilde çözülmektedir. Önerilen rota planlama algoritmaları, simulasyonlar yardımıyla alternatif yaklaşımlarla karşılaştırılmaktadır. Sonuçlar göstermektedir ki, iki yaklaşım da daha çok sensörü daha kısa yol katedererek ve daha az çapa düğümü oluşturarak konumlandırmaktadır. Öte yandan, almaşık enküçültme algoritması sensör konumlandırma problemi için etkin bir çözüm sağlamaktadır. Simulasyon sonuçlarına göre önerilen konumlandırma yöntemi hata birikmesine alternatif yöntemlerden daha az eğilimlidir.

Özet (Çeviri)

In wireless sensor networks, sensors with limited resources are distributed in a wide area. Localizing the sensors is an important problem. Anchor nodes with known positions are used for sensor localization. A simple and efficient way of generating anchor nodes is to use mobile anchors which have built-in GPS units. In this thesis, a single mobile anchor is used to traverse the region of interest to communicate with the sensor nodes and identify their positions. Therefore planning the best trajectory for the mobile anchor is an important problem in this context. The mobile anchor stops on the trajectory to generate anchor nodes which are used in the position estimation of the unknown sensors. Various path planning methods for mobile anchors are proposed to localize as many sensors as possible by following the shortest path with minimum number of anchors. In this thesis, path planning and localization for mobile anchor based wireless sensor networks are investigated. Two novel path planning algorithms are proposed for static and dynamic schemes. These approaches use mobile anchors to cover the monitoring area with minimum path length and by stopping at minimum number of nodes. Moreover, alternating minimization algorithm is proposed for localizing the unknown sensor nodes non-cooperatively. The non-convex, NP-hard node localization problem is converted into a biconvex form and solved iteratively. The performances of the proposed path planning algorithms are compared with alternative approaches through simulations. The results show that more sensors are localized with less anchors in a shorter path and time for both schemes. Furthermore, alternating minimization algorithm provides an effective solution for the sensor localization problem. The simulation results show that the proposed localization approach is less prone to error accumulation than the alternative methods.

Benzer Tezler

  1. Kablosuz algılayıcı ağlar için tek çapalı yeni bir yol planlama modeli: N-Hex benzetimi

    A novel path planning model with single anchor for wireless sensor networks: N-Hex simulation

    DOĞAN YILDIZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERAP KARAGÖL

  2. Dağıtık mobil robotlar için yeni bir otonom yol planlama ve engel tespit sisteminin tasarımı

    Design of a new path planning and obstacle detection system for distributed mobile robots

    GÖKHAN ATALI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Mekatronik MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SİNAN SERDAR ÖZKAN

  3. A social navigation approach for mobile assistant robots

    Asistan mobil robotlar için sosyal bir navigasyon yaklaşımı

    HASAN KIVRAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HATİCE KÖSE

  4. Otonom mobil robot için iç mekanlarda rota planlama ve harita çıkartma

    Indoor route planning and mapping for autonomous mobile robot

    İHSAN ÇUBUKÇU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İRFAN YAZICI

  5. Mobil robotlarda çoklu-sensör veri füzyonu teknikleri ile lokalizasyon ve harita oluşturma

    Localization and map building for mobile robots using Multi-sensör data fusion techniques

    LEVENT YENİLMEZ