[發明專利]一種室內空間定位方法

在審

• 申請號: 200910011581.8
• 申請日: 2009-05-13
• 公開（公告）號: CN101561487A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 陳志奎;黃濤
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S5/14
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 梅洪玉

1.一種用于室內的空間定位方法，該方法是基于測距的；其特征在于，該方法主要包括以下步驟：

(1)為待定位的室內局部空間(S)建立三維直角坐標系O-xyz，并部署錨節點(N)、基站節點(B)，其中錨節點(N)是沿坐標方向部署的；

(2)基站節點(B)為局部空間(S)內的所有錨節點(N)建立測距補償曲線，得到“錨節點ID-測距補償曲線系數”列表，并存儲于基站節點(B)中；

(3)未知節點(M)選取該局部空間(S)的三個坐標方向上的錨節點(N)作為定位錨節點；測距與各個定位錨節點的距離值，利用(2)中的“錨節點ID-測距補償曲線系數”列表的數據，對這些測距值進行補償，得到最終的測距值；

“錨節點ID-測距補償曲線系數”列表生成步驟如下：

(1)各個錨節點(N)在本地測距與其他錨節點(N)的距離值，然后計算真實距離值，用真實值減去測距值得到一個測距補償值，并加上對應的被測錨節點ID構成一條記錄；當對其他所有錨節點(N)這樣處理后，在本地錨節點中建立一個“被測錨節點ID-測距值-補償值”列表并存儲；

(2)各個錨節點(N)廣播自己的本地“被測錨節點ID-測距值-補償值”列表，基站節點(B)接受所有的錨節點(N)的列表值，按錨節點ID順序排序并存儲；

(3)基站節點(B)將被測錨節點ID相同的列表記錄取出，以測距值為自變量、補償值為因變量擬合成一條曲線，取被測錨節點ID以及曲線的系數組成一條記錄，對所有錨節點(N)這樣處理得到一個“錨節點ID-測距補償曲線系數”的列表，存儲在基站節點(B)中；

(4)在每個坐標方向上選擇一組或多組定位錨節點組，利用定位算法計算出各個坐標方向上的分量值，從而構成了該未知節點(M)某時刻在該局部空間(S)?的坐標值。

2.根據權利要求1中所述的空間定位方法，其特征在于：錨節點(N)是沿坐標方向部署的，即沿著平行于坐標軸的直線部署，每條直線上至少部署2個錨節點(N)；每條直線上部署多個錨節點(N)，同時同一個坐標方向也可以形成多條直線。

3.根據權利要求1中所述的空間定位方法，其特征在于：測距值的補償方法如下：未知節點進入局部空間并從基站節點獲取到“錨節點ID-測距補償曲線系數”列表數據；當未知節點(M)測距與一個錨節點之間的測距值后，根據錨節點ID查找存儲在本地的“錨節點ID-測距補償曲線系數”列表，找到該錨節點的測距補償曲線的系數，生成一個曲線函數，帶入測距值得到一個測距補償值，與測距值相加得到最終的測距值。

4.根據權利要求1中所述的空間定位方法，其特征在于，用于定位的錨節點選取步驟如下：

(1)未知節點(M)在某個時間間隔內接受到局部空間(S)內某些錨節點的位置信息，由這些錨節點構成集合P；

(2)從集合P中分別找出與x，y，z坐標方向平行的同一直線上的錨節點集合，從中選出平行于同一坐標方向的集合構成一個集合，一共得到三個集合X，Y，Z，三個集合中的元素即為該坐標方向上某一條直線上的錨節點集合；三個集合記作：?其中A∈{X，Y，Z}；

(3)某一坐標方向對應集合A，依次取出該集合中的元素記為：?對這些錨節點按該坐標方向的分量值升序排列，并加入未知節點(M)對其的最終測距值，構成有序對?其中c_ij為錨節點?到未知節點?(M)的經測距補償后的值，由這些值構成序列c＝(c_i1，c_i2，…c_ij)；若序列c中的值遞增或遞減變化，選取值最小的兩個節點作為該坐標方向該直線的定位錨節點組，若非單調遞變，找到中間突變的兩個點作為兩個基準點，分別向兩邊同時前進，計算測距差值并找到差值最小的兩個錨節點作為該坐標方向該直線上用于定位的錨節點組；

(4)對各個坐標方向上的每條直線應用(3)中的方法確定一個用于定位的錨節點組，各坐標方向上所有直線所確定的定位錨節點組構成的集合為該坐標方向的定位錨節點集合。

5.根據權利要求1中所述的空間定位方法，其特征在于，定位算法為：對于某一個坐標方向上的定位錨節點集合，取集合中的每一個定位錨節點組，根據該組兩個錨節點的已知坐標、最終測距值將未知節點(M)映射到兩個錨節點所在的直線上，映射點的該坐標方向上的分量值為未知節點(M)的該坐標方向上的分量值；求出該未知節點(M)三個坐標方向上的坐標分量值，構成未知節點(M)在該局部空間(S)的坐標位置。?