[发明专利]一种无线传感器网络声源定位方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络声源定位方法，其特征在于：所述方法利用最大似然估计算法将声源定位问题转化为非线性方程组，然后对该非线性方程组进行求解得到的最优解即为声源的位置。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络声源定位方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

第一步，根据声音能量衰减模型和最大似然估计法，构造基于能量声源定位的似然函数；

第二步，对所述能量向量Y的对数似然函数进行求解得到最优解；

第三步，利用文化算法的双重进化机制提高执行效率。

3.根据权利要求2所述的无线传感器网络声源定位方法，其特征在于：所述第一步具体如下：

把每个粒子当作是估计的声源，假设无线传感器网络中分布有N个传感器节点，每个传感器节点都能测到未知位置ρ处声源发出的声音能量，若传感器节点接收到的能量大于阈值T，则认为该传感器节点能探测到声源的存在；假设有M个传感器节点能探测到声源，其中第i个传感器节点接收到的声音能量的表达式为：

yi=S||ρ-ri||α+ηi,i=1,2,...,M---(1)]]>

其中，ρ为声源的位置，r_i为第i个传感器节点的位置，α是依赖于传输介质的衰减因子(2≤α≤4)；噪声η_i服从高斯分布N(μi，δ2i)，μi和δ2i分别为噪声均值与方差，则能量向量Y＝[y₁，…，y_M]服从N(μi，δ2i)，因此Y的联合概率密度函数为：

f(Y|ρ)=(2π)-M/2Πi=1M(1σi)exp(-12Σi=1M(yi-μi-S/diα)2δi2)---(2)]]>

对(2)式取对数，经变换得到能量向量Y的对数似然函数为：

l(ρ)=Σi=1M(yi-μi-S/diα)2---(2)]]>

其中，S为声源发出的能量值，d_i为第i个传感器节点到声源的距离；

声源定位问题等效于求似然函数l(ρ)的极值问题，即使l(ρ)取最小值的点即为声源的位置。