【步进的节点】LBG演算法流程与演…

 

 

简介

LBG演算法是一种在多传感器节点网络之中常用的一种演算法，LBG算法通过训练矢量集和一定的 迭代算法来逼近最优的分组数据，在这里，使用C#来实现对该演算法步骤的演示，并绘图表示。

 

本程序的流程图如下：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在C#语言VisualStudio环境下的实现

VisualStudio是微软推出的集成编程开发环境，对多种语言具有较高的支持度，且具备界面设计功能，环境稳定，适合进行各类型的编程，这里使用2015版本。

C#是一种高级编程语言，由微软推出并提供长久的支持，其拥有优秀的内存管理，是目前编程上常用的高级语言之一。

 

程序界面

程序共有两个窗口，主要窗口负责控制整体流程，副窗口对图片进行显示并提供简单的基于鼠标api的测距功能（像素点）

 

主窗口介绍

主窗口为WPF窗口，具有结构清晰，易于使用的特点

《1》V1.72 为当前的版本号，每次较大修改将提升十分位版本号，细节纠正提高百分位版本号

《2》初始节点数量为当前设定开始下第0次随机产生的实节点数目，

《3》分组数目为将节点按照中心节点进行分组的数量

《4》失真值为当前失真度减去上一次失真度后除以当前失真度所得到的数值，与临界失真数值进行比较，小于临界数值时软件判断已达到收敛度从而停止继续计算。

《5》长度宽度代表随机节点XY坐标数的产生范畴，也是绘图的凭据之一

《6》只显示最终结果勾选后，点击下一步将不再按步生成而是直接生成结果

《7》数据重置按钮会重置所有的数据，使得软件可以重新进行演示

《8》每次点击下一步将按步进行数据的演算与生成

 

 

 

副窗口介绍

副窗口显示绘制的节点图形，节点按照分组会被以不同的颜色进行标出。

其中实心圆形点为实节点，空心圆点为在演算过程中生成的虚节点，带有外圈同心圆的为最终演算得到的中心虚节点。

 

 

 

 

窗口下方的Weight会显示鼠标在点击后拖动的距离。

 

 

程序的主要用途与功能

该程序对LBG演算法进行直接演示，并能够实时的显示演算结果，按步骤显示数据，并且可以将数据以图形方式进行显示，图像保存在软件目录下。

 

功能有以下四点：

1.具备保存结果的能力

2.备测距验证的功能

3.具备图形化显示的功能

4.完整的操作界面

5.随机节点生成

 

 

 

 

 

 

 

程序会将过程中的语句输出到窗口的textbox中，提供给用户进行参考

 

文字可以被复制

 

程序流程与技术说明

1.生成节点

在该程序中，会通过随机数方式产生节点，而随机数实际上是一种伪随机数，依据系统执行时间进行生成，在LBGDEMO程序中，利用Thread.sleep函数让线程在随机产生一个随机数后短暂休眠，保证了随机数产生的不同。随机数的坐标生成还与限定范围相关，保证随机数不超出区域大小。

2.选择节点

                  在初始步骤0下，因为暂未有节点提供分组数据，所以由节点随机选择，这里用一个随机数生成函数来执行，用以产生小于生成节点之总数的随机数，按照分组数目随机选择，并且通过循环方式保证分组中心节点不相同。如果相同，则会重新产生随机数。

3.分组

分组通过计算节点到中心节点距离来进行，通过轮回计算单个节点和主节点之间距离，并进行比对，就可以记录最小距离，通过该最小距离就能对节点的归属进行分类。

 

4.计算新的中心节点

通过对单个组内节点的坐标进行重新平均，可以得到下一次的该组的中心节点，需要注意的是，只有在第0次分组时候会加入主要节点作为参照，其他时候虚节点并不作为在计算新的虚节点所参照的节点数之一。

 

5.计算并比对临界值

通过计算收敛程度，我们可以得到当前计算与上一次计算相差，并通过百分比与临界值进行比较，当小于临界值的时候将结束本次计算，并绘制图形（实际上程序的图形是每轮都绘制的），如果未达到初始设定的临界值，则返回到第2步继续执行计算。

 

 

 

 

 

Github地址：

https://github.com/arenascats/LBG_Algorithm_Demo