《不確定感應條件下定位感測器布局問題研究》是依託武漢大學，由戴賓擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：不確定感應條件下定位感測器布局問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：戴賓
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
不確定感應，即感應範圍內的目標被感應的機率是不確定的，在現實中普遍存在。文獻中大多數感測器布局模型都假設覆蓋即被感應，因此這些模型無法用來最佳化不確定感應條件下的定位感測器布局問題。由於定位感測器技術在我國廣泛實施的時間不長，基於不確定感應的感測器布局問題受到的關注非常少。本項目研究在不確定感應條件下如何最佳化定位感測器的布局，重點研究4個有代表性的、貼近實際的布局問題：（1）在目標上方平面垂直朝下布局感測器；（2）在目標上方平面自由朝向布局感測器；（3）三維空間自由布局感測器；（4）多類型多服務要求的感測器布局。我們將先建立不確定感應模型，然後基於各套用環境建立相應的附有隨機約束的混合整數非線性規劃模型，最後通過可行域分析及設計啟發式算法對其進行求解。本項目有利於將不確定感應的定位感測器布局問題推向國際學術前沿，同時為我國的製造服務業提供切實可行的、可靠的定位感測器布局方案。
結題摘要
不確定感應，即感應範圍內的目標被感應的機率是不確定的，在現實中普遍存在。文獻中大多數感測器布局模型都假設覆蓋即被感應，因此這些模型無法用來最佳化不確定感應條件下的定位感測器布局問題。由於定位感測器技術在我國廣泛實施的時間不長，基於不確定感應的感測器布局問題受到的關注非常少。本項目研究在不確定感應條件下如何最佳化定位感測器的布局，重點研究4 個有代表性的、貼近實際的布局問題：（1）垂直朝下布局感測器於目標上方的平面；（2）自由朝向布局感測器於目標上方的平面；（3）感測器與目標均在三維空間自由布局；（4）多類型多服務要求的感測器布局。首先我們通過組合數學與信號處理理論構建了不確定感應模型，然後基於各套用環境建立相應的附有隨機約束的混合整數非線性規劃模型，最後通過可行域分析及設計啟發式算法對其進行求解。研究表明，在垂直朝下布局問題中，當定位精度要求較低時，正三邊形布局策略優於正四、六邊形布局策略；當定位精度較高時，只有正六邊形布局策略可行。通過布局策略的對比可以幫助節省18%的定位感測器。在自由朝向布局問題中，當布局高度係數和感測器邊際集群成本均較小時，基於3個感測器集群的正六邊形布局策略最優，隨著布局高度係數的增加，基於7個感測器集群的正六邊形布局策略將為最優；但隨著感測器邊際集群成本的增加，非規則布局方式下的正六邊形布局策略將為最優。在3維空間自由布局問題中，在倉庫套用中提出了一個基於多目標規劃的算法來同時最佳化布局成本、定位可靠性以及定位時間窗。在對服務要求的感測器布局問題中對不同服務的系統框架進行了設計。本項目有利於將不確定感應的定位感測器布局問題推向國際學術前沿，同時為個性化需求下的彈性製造服務業提供切實可行的、可靠的定位感測器布局方案。
