[發明專利]基于信息度量的移動傳感器網絡主動定位方法

有效

• 申請號: 201110295335.7
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102307358A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 馬昕;周民剛;李貽斌;榮學文;宋銳
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;G01S5/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 寧欽亮

1.一種基于信息度量的移動傳感器網絡主動定位方法，其特征是：

(1)使所有的傳感器節點都具有數據處理、數據存儲和通訊能力，使所有的傳感器節點都配置有指南針，并使所有的傳感器節點都配置有運動控制器，該運動控制器能夠控制傳感器節點按照一定的速度、一定的方向移動；選取部分傳感器節點配置GPS接收器，這些配置GPS接收器、位置信息已知的傳感器節點為種子節點，選取的種子節點的數量占全部傳感器節點的比例不大于10％；

(2)種子節點的濾波器選擇種子節點周圍鄰居普通傳感器節點進行位置估計，將感測得到的周圍鄰居普通傳感器節點相對于種子節點運動方向的角度作為觀測量，用卡爾曼濾波迭代估計周圍鄰居普通傳感器節點的位置，根據種子節點的感知半徑在種子節點的感知范圍內隨機設置種子節點周圍鄰居普通傳感器節點的初始位置，將種子節點的周圍鄰居普通傳感器節點的初始位置估計標準差的大小定義為種子節點的感知半徑；

(3)每一個種子節點利用卡爾曼濾波器估計周圍鄰居普通傳感器節點的位置信息，種子節點的運動控制器通過使基于信息度量的目標函數最大化為種子節點選擇最優的移動方向，主動地確定種子節點下一步的移動方向，使得種子節點在下一步移動到的位置上所獲得角度觀測量能夠最大程度地減少周圍鄰居普通傳感器節點位置估計的不確定性，幫助周圍鄰居普通傳感器節點獲得位置估計，一旦種子節點的濾波器得到周圍鄰居普通傳感器節點的估計誤差小于初始位置估計標準差的10％，該種子節點停止移動，并將位置估計發送給與該種子節點相應的鄰居普通傳感器節點；

(4)步驟(3)中的相應的鄰居普通傳感器節點在得到種子節點發送過來的位置估計信息后，作為第一級偽種子節點，第一級偽種子節點利用卡爾曼濾波器估計周圍鄰居普通傳感器節點的位置信息和偽種子節點自身的位置信息，第一級偽種子節點通過使基于信息度量的目標函數最大化主動選擇偽種子節點的運動方向，使得第一級偽種子節點在下一步移動到的位置上所獲得的角度觀測量能夠最大程度地減少周圍鄰居普通傳感器節點位置估計和第一級偽種子節點自身位置估計的不確定性，幫助第一級偽種子節點周圍鄰居普通傳感器節點獲得位置估計，在第一級偽種子節點獲得周圍鄰居普通傳感器節點的位置估計誤差小于初始位置估計標準差的20％的的位置估計后，該第一級偽種子節點停止移動，并將位置估計發送給該第一級偽種子節點相應的鄰居普通傳感器節點；

(5)步驟(4)中的相應的鄰居普通傳感器節點在得到第一級偽種子節點發送過來的位置估計信息后作為第二級偽種子節點，按照與步驟(4)同樣的方法，進一步幫助第二級偽種子節點周圍鄰居普通傳感器節點獲得位置估計信息；以此類推，最終，所有需要位置估計的普通傳感器節點都能夠獲得估計誤差小于初始位置估計標準差的20％的位置估計，此時，所有的傳感器節點停止移動。