[發(fā)明專利]一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810084078.0
• 申請日: 2008-03-26
• 公開（公告）號: CN101547130A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 皮興宇;于宏毅;郭云飛;張效義;李鷗;張大龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍信息工程大學(xué)
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L29/08;H04L1/00;G01S5/02;G01S5/14
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 逯長明

1.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位方法，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中包括待定位目標(biāo)以及至少一個參考節(jié)點，其特征在于，包括：

為各參考節(jié)點預(yù)置環(huán)境補償因子；

對于參考節(jié)點i，確定該參考節(jié)點i接收到的待定位目標(biāo)的信號能量值P_i，利用P_i以及該參考節(jié)點i的環(huán)境補償因子，確定參考節(jié)點i與待定位目標(biāo)的距離值，具體實現(xiàn)為：

P_i＝P₀+10αlgd_i+η_i

其中：

P₀：與待定位目標(biāo)距離為1米處的信號能量；

α：預(yù)先設(shè)定的衰減指數(shù)；

η_i：為參考節(jié)點i確定的環(huán)境補償因子；

d_i：參考節(jié)點i與待定位目標(biāo)的距離值；

利用所有參考節(jié)點與待定位目標(biāo)的距離值進行最大似然估計，確定所述待定位目標(biāo)的位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過比較各參考節(jié)點接收到的信號能量值確定各參考節(jié)點對應(yīng)的環(huán)境補償因子的數(shù)目及取值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，比較各參考節(jié)點接收到的信號能量值，為接收到的信號能量值較大的參考節(jié)點選取較少數(shù)目的環(huán)境補償因子。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

對所述待定位目標(biāo)進行跟蹤定位估計。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述跟蹤定位估計的步驟包括：

選擇參與跟蹤定位估計的參考節(jié)點；

為各參與跟蹤定位估計的參考節(jié)點預(yù)置當(dāng)前環(huán)境補償因子；

對于參與跟蹤定位估計的參考節(jié)點j，確定該參考節(jié)點j接收到的待定位目標(biāo)的當(dāng)前信號能量值P_j，利用P_j以及該參考節(jié)點j的當(dāng)前環(huán)境補償因子，確定參考節(jié)點j與待定位目標(biāo)的當(dāng)前距離值；

利用所有參與跟蹤定位估計的參考節(jié)點得到的所有當(dāng)前距離值，得到所述待定位目標(biāo)的當(dāng)前估計坐標(biāo)值；

判斷所述當(dāng)前估計坐標(biāo)值是否滿足跟蹤定位估計要求，如果是，將所述當(dāng)前估計坐標(biāo)值保留；如果否，將所述當(dāng)前估計坐標(biāo)值拋棄；

對所述保留的當(dāng)前估計坐標(biāo)值進行統(tǒng)計處理，確定所述待定位目標(biāo)的當(dāng)前位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述選擇參與跟蹤定位估計的參考節(jié)點的具體實現(xiàn)是：

比較接收到待定位目標(biāo)的信號的參考節(jié)點當(dāng)前時刻與上一時刻所接收到的信號能量值，如果兩者的差值不超過預(yù)設(shè)的門限值，則將所述接收到待定位目標(biāo)的信號的參考節(jié)點確定為所述參與跟蹤定位估計的參考節(jié)點。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述跟蹤定位估計要求是指：

所述跟蹤定位估計坐標(biāo)值與上一時刻定位得到的所述待定位目標(biāo)的位置之間的距離小于或等于預(yù)置的最大移動距離。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述預(yù)置的最大移動距離，由所述待定位目標(biāo)運動的最大移動速度和當(dāng)前時刻與所述上一時刻的時間間隔來確定。

9.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位裝置，包括待定位目標(biāo)以及至少一個參考節(jié)點，其特征在于，包括：

設(shè)置單元，用于為各參考節(jié)點預(yù)置對應(yīng)的環(huán)境補償因子；

能量值確定單元，用于確定參考節(jié)點i接收到的待定位目標(biāo)的信號的能量值P_i；

計算單元，用于利用所述P_i以及參考節(jié)點i的環(huán)境補償因子，確定該參考節(jié)點i與待定位目標(biāo)的距離值，具體實現(xiàn)為：

P_i＝P₀+10αlg?d_i+η_i

其中：

P₀：與待定位目標(biāo)距離為1米處的信號能量；

α：預(yù)先設(shè)定的衰減指數(shù)；

η_i：為參考節(jié)點i確定的環(huán)境補償因子；

d_i：參考節(jié)點i與待定位目標(biāo)的距離值；

目標(biāo)位置確定單元，用于利用所有參考節(jié)點與待定位目標(biāo)的距離值進行最大似然估計，確定所述待定位目標(biāo)的位置。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括：

參考節(jié)點選擇單元，用于比較接收到信號的參考節(jié)點當(dāng)前與上一時刻接收到的信號能量值，如果兩者差值不超過預(yù)設(shè)的門限值，則將該參考節(jié)點確定為參與跟蹤定位估計的參考節(jié)點；

轉(zhuǎn)換單元，用于利用所有參與跟蹤定位估計的參考節(jié)點得到的所有當(dāng)前距離值，得到所述待定位目標(biāo)的當(dāng)前估計坐標(biāo)值；

目標(biāo)最大移動距離確定單元，用于確定當(dāng)前與上一時刻定位的時間間隔內(nèi)，待定位目標(biāo)可移動的最大距離；

當(dāng)前估計坐標(biāo)值選擇單元，用于判斷當(dāng)前估計坐標(biāo)值與上一時刻定位得到的待定位目標(biāo)的位置之間的距離，是否小于或等于所述待定位節(jié)點可移動的最大距離，如果是，將所述當(dāng)前估計坐標(biāo)值保留；如果否，將所述當(dāng)前估計坐標(biāo)值拋棄；

跟蹤定位估計確定單元，用于對所述保留的當(dāng)前估計坐標(biāo)值進行統(tǒng)計處理，確定所述待定位目標(biāo)的當(dāng)前位置。