[發明專利]二進制傳感器網絡修正權值網格質心法目標定位策略

無效

• 申請號: 201010563008.0
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102480379A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 彭力;劉剛
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08;H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明屬于無線傳感器網絡目標定位技術領域，能針對無線傳感器網絡節點有限，如何盡可能地對此區域中目標位置進行定位，從而引入網格和修正權值的辦法，再和質心法進行結合，實現定位精度地提高。

二、背景技術

隨著半導體技術、微系統技術、通信技術、計算機技術的飛速發展，20世紀90年代末，無線傳感器網絡(wireless?sensor?network，WSN)技術相繼被一些國際重要機構預測為將改變世界的重要新技術，相關研究工作在世界各主要國家積極地開展起來^[1]。然而當該網絡應用于地球物理學(例如地震監測)、軍事系統、搶險救災、交通監測、生物學研究等領域時，由于這些領域通常缺乏傳統的基礎網絡設施(Internet、GPS和移動通信網等)的支持，所以目標定位和跟蹤是無線傳感器網絡中的兩個研究熱點。

近年來涌現出了大量的針對無線傳感器網絡的定位系統和算法。其中傳統質心定位算法非常簡單，完全基于網絡連通性；在此基礎上還有加權質心定位算法，粒子濾波算法之所以不適用，是因為粒子濾波計算復雜度高、實時性差，不適用傳感器節點級別的處理。普通多重網格的定位算法，主要研究了分布式二進制傳感器網絡對單目標進行定位的情況，其定位原理簡單、易于實現，計算復雜度可調節，定位精度優于質心定位法，但仍舊存在很大的定位誤差。

我們在傳統質心法和普通多重網格定位法的基礎上，引入了修正權值概念，選擇合理的點作為計算權值的參考點，提出了參考點的兩種選擇方案，得到兩種不同的定位結果，即CEGMW和CDNMW兩種改進方法。這兩種方法都利用有限節點，實現目標定位精度提高。

三、發明內容

本發明的目的在于提供一種基于修正權值網格質心定位的方法。具體實現包括以下步驟：

a)、首先根據每個節點的狀態信息找出哪些節點此刻探測到了目標。根據這些節點，將目標存在區域縮小成一個矩形，并且將矩形劃分為M個網格。

b)、對于這些網格，按照上文有效網格選擇的原則，可以將目標存在區域進一步地縮小。

c)、在文中提出的CEGMW法和CDNMW法中任意選一種方法。根據具體的選擇方法，找出它所對應的參考點，再計算出所有剩余的有效網格與該參考點的距離d_i。

d)、由c)中所得到的所有距離d_i的倒數，作為修正權值定位法中的權值。

e)、將各個有效網格的權值和中心坐標代入式(2)，從而計算出該目標的最終位置。

本發明的優點在于，比傳統質心定位法，定位誤差減小了近80％，比普通網格質心發的誤差減小了65％。該發明方法有較好的目標定位。

附圖說明

圖1將200個傳感器節點隨機部署在任務區域中間位置；

圖2縮小后的目標存在區域；

圖3網格點M的選擇。

圖4四種方法的對于y＝x勻速直線運動的比較

具體實施方式：

下面結合附圖和具體實例對本發明做進一步說明：

a)傳感器網絡節點初始布置：

先將200個傳感器節點隨機部署在任務區域中間位置。

b)對目標存在的區域進行進一步縮小：

如圖2所示，為了方便計算，此區域就取矩形。然后將該矩形區域均勻劃分M個網格(M＝w²，w為自然數)，選出滿足下述要求的網格點，再計算出這些被選出的網格中心點坐標，以它們坐標均值作為目標位置的估計。挑選條件是：這些網格中有部分網格是在鄰居節點里面的不能探測目標的節點內部，根據所有網格與這些不能探測目標的鄰居節點的距離d，如果d＜R，則就將這些小網格剔除。如圖1所示，如果節點3檢測到目標進入，搜索鄰居節點狀態表發現只有節點1和2也探測到目標，而節點4未探測到目標，那么根據鄰居節點中探測到目標的節點的位置信息，得到目標位置可能存在的矩形區域，提出除在節點4中的網格，因為目標不可能在這些網格中。假設鄰居節點中有K個節點探測目標，第i假設鄰居居節點中有K個節點探測目標，第i個節點的坐標(x_i，y_i)，節點的探測區域為R，通過