Abstract

Efficient localization of multiple targets is one of the basic technical problems in wireless sensor networks (WSN). The traditional sparse representation method based on greedy class is not efficient in multi-target positioning. Aiming at this problem, a multi-target localization algorithm based on QR decomposition for fast orthogonal matching pursuit is proposed. The algorithm meshes the wireless sensor coverage area to design an over-complete dictionary, which transforms the multi-target localization problem into a sparse signal recovery problem. The method utilizes the sensor to receive the sparse characteristics of the target signal strength, and then uses fast orthogonal matching pursuit to recover the measured values, thereby localization the target by sparsity. Through the QR decomposition of the column full rank matrix, the recursive form is used to invert the sub-dictionary matrix, thus avoiding the direct inversion of the matrix in the traditional method, so that the computational complexity is greatly reduced. The simulation results show that compared with the traditional orthogonal matching pursuit compressed sensing reconstruction method, this method does not lose the localization accuracy and improves the computational efficiency.

Highlights

  • 影响匹配追踪算法收敛速度的 2 个重要因素是 过匹配现象和非正交投影。 这 2 个因素的出现归因 于过完备字典的冗余性和匹配追踪算法的贪婪性。 匹配追踪算法的一个明显特点是每次迭代均选取原 子字典中与残差信号最匹配的原子来逼近残差信 号,这种方法追求每次迭代后的残差信号能量下降 最大。 假设已经得到一组匹配原子,对残差信号继 续用该方法进行匹配将会得到和新残差信号最匹配 的原子。 匹配追踪算法每次迭代过程中得到新的原 子和原支持集所张成的空间并不正交,因而会引入 冗余分量,在随后的迭代追踪和补偿这些引入的分 量需要引入更多的原子而增加计算复杂度。 正交匹 配追踪算法通过修正已经匹配得到的原子使得支撑 集中原子形成一组正交基,下次得到的原子属于该 正交基张成空间的补空间。 正交匹配追踪算法克服 了基本匹配追踪算法的非正交投影和过匹配现象。

  • The traditional sparse representation method based on greedy class is not efficient in multi⁃target positio⁃ ning

  • A multi⁃target localization algorithm based on QR decomposition for fast orthogonal matching pursuit is proposed

Read more

Summary

Introduction

影响匹配追踪算法收敛速度的 2 个重要因素是 过匹配现象和非正交投影。 这 2 个因素的出现归因 于过完备字典的冗余性和匹配追踪算法的贪婪性。 匹配追踪算法的一个明显特点是每次迭代均选取原 子字典中与残差信号最匹配的原子来逼近残差信 号,这种方法追求每次迭代后的残差信号能量下降 最大。 假设已经得到一组匹配原子,对残差信号继 续用该方法进行匹配将会得到和新残差信号最匹配 的原子。 匹配追踪算法每次迭代过程中得到新的原 子和原支持集所张成的空间并不正交,因而会引入 冗余分量,在随后的迭代追踪和补偿这些引入的分 量需要引入更多的原子而增加计算复杂度。 正交匹 配追踪算法通过修正已经匹配得到的原子使得支撑 集中原子形成一组正交基,下次得到的原子属于该 正交基张成空间的补空间。 正交匹配追踪算法克服 了基本匹配追踪算法的非正交投影和过匹配现象。 | ); s􀲓s ∪ n; qk+1 = ( I - Ψk ΨTk ) dk+1 3.3 目标个数对于定位性能和计算效率的影响 该仿真中,传感器个数为 25,网格大小为 5 m, 目标个数为从 4 个变化以 2 个目标为步进到 10 个 目标。 图 5 给出了传感器个数,网格大小一定情况 下,目标数目与估计精度的关系,图 6 给出了目标数 目与计算时间的关系。

Results
Conclusion
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call