[發(fā)明專利]一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點定位、導(dǎo)航方法及相關(guān)裝置、系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210583663.1
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103068040A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張效義;涂啟輝;張大龍;欒紅志;于宏毅;尹潔欣
• 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: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;G01S15/93
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線定位領(lǐng)域，特別涉及一種實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)節(jié)點定位、導(dǎo)航方法及相關(guān)裝置、系統(tǒng)。

背景技術(shù)

盲人導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一是定位技術(shù)。目前應(yīng)用于盲人導(dǎo)航系統(tǒng)的定位技術(shù)有GPS/A-GPS定位技術(shù)、紅外線定位技術(shù)、藍牙定位技術(shù)、射頻識別定位技術(shù)、基于WI-FI的定位技術(shù)和基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)。其中，基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的非距離質(zhì)心算法定位技術(shù)由于其易于實現(xiàn)、硬件成本低，比較適合應(yīng)用在盲人導(dǎo)航系統(tǒng)。該算法是南加州大學(xué)的Nirupama?Bulusu等提出的一種僅基于網(wǎng)絡(luò)連通性的定位算法。該算法的核心思想是：錨節(jié)點每隔一段時間，向與其臨近的目標節(jié)點廣播一個信標信號，信號中包含自身ID和位置信息，根據(jù)目標節(jié)點所接收的信標信號包含的ID確定臨近錨節(jié)點所在位置，進而通過計算臨近錨節(jié)點位置所組成的多邊形確定目標節(jié)點的位置。但是由于只要在多邊形內(nèi)部的任意位置都會被定位為目標節(jié)點的位置導(dǎo)致該算法定位精度不高，無法滿足盲人導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度定位的需求。

錨節(jié)點：一種傳感器，定義為已知位置信息的節(jié)點，可以通過向臨近目標節(jié)點廣播信標信號，為目標節(jié)點的定位提供參考，錨節(jié)點的位置信息具體可以通過安裝GPS設(shè)備或者人工配置的方式來預(yù)先獲取。

目標節(jié)點：一種傳感器，定義為未知位置信息的節(jié)點，可以廣播信標信號，其中包含標識該目標節(jié)點自身的ID和接收的已知位置的錨節(jié)點的信標信號，通過錨節(jié)點信標信號包含的ID確定臨近錨節(jié)點的位置，進而確定該目標節(jié)點的位置。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點定位、導(dǎo)航方法及相關(guān)裝置、系統(tǒng)以實現(xiàn)提高導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度的目的。

本發(fā)明提供一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點定位的方法，包括：

通過接收目標節(jié)點的信標信號，確定錨節(jié)點的位置；

將所述錨節(jié)點的位置組成的多邊形包圍的區(qū)域作為該目標節(jié)點所在的初始區(qū)域；

讀取所述錨節(jié)點的感應(yīng)信號，其中所述錨節(jié)點的感應(yīng)信號具體在攜帶感應(yīng)源的目標節(jié)點出現(xiàn)在錨節(jié)點的感應(yīng)范圍內(nèi)時發(fā)生變化；

根據(jù)所述錨節(jié)點的感應(yīng)信號的變化，判斷出發(fā)生感應(yīng)的錨節(jié)點的位置；

將該目標節(jié)點所在的初始區(qū)域內(nèi)發(fā)生感應(yīng)的錨節(jié)點的位置，確定為該目標節(jié)點的確切位置。

可選地，還包括：通過接收目標節(jié)點的信標信號，確定該目標節(jié)點的ID；

所述確定錨節(jié)點的位置具體為確定該ID標識的目標節(jié)點對應(yīng)的錨節(jié)點的位置；

所述將錨節(jié)點的位置組成的多邊形包圍的區(qū)域作為該目標節(jié)點所在的初始區(qū)域具體為將該ID標識的目標節(jié)點對應(yīng)的錨節(jié)點的位置組成的多邊形包圍的區(qū)域作為該ID標識的目標節(jié)點所在的初始區(qū)域；

所述將該目標節(jié)點所在的初始區(qū)域內(nèi)發(fā)生感應(yīng)的錨節(jié)點的位置，確定為該目標節(jié)點的確切位置具體為將該ID標識的目標節(jié)點所在的初始區(qū)域內(nèi)發(fā)生感應(yīng)的錨節(jié)點的位置，確定為該ID標識的目標節(jié)點的確切位置。

本發(fā)明還提供一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點定位的裝置，包括：

初始區(qū)域計算單元：用于通過接收目標節(jié)點的信標信號，確定錨節(jié)點的位置，將所述錨節(jié)點的位置組成的多邊形包圍的區(qū)域作為該目標節(jié)點所在的初始區(qū)域；

確切位置計算單元：用于讀取所述錨節(jié)點的感應(yīng)信號，其中所述錨節(jié)點的感應(yīng)信號具體在攜帶感應(yīng)源的目標節(jié)點出現(xiàn)在錨節(jié)點的感應(yīng)范圍內(nèi)時發(fā)生變化，根據(jù)所述錨節(jié)點的感應(yīng)信號的變化，判斷出發(fā)生感應(yīng)的錨節(jié)點的位置，將該目標節(jié)點所在的初始區(qū)域內(nèi)發(fā)生感應(yīng)的錨節(jié)點的位置，確定為該目標節(jié)點的確切位置。

本發(fā)明又提供一種基于無線傳感網(wǎng)節(jié)點定位的導(dǎo)航方法，包括：

應(yīng)用如上述一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點定位的方法獲得目標節(jié)點的確切位置；

根據(jù)目標節(jié)點的確切位置執(zhí)行導(dǎo)航指令。

可選地，所述根據(jù)目標節(jié)點的確切位置執(zhí)行導(dǎo)航指令具體為以下任意一項或者組合：

查詢目標節(jié)點的確切位置對應(yīng)的音頻和/或視頻數(shù)據(jù)，播放所述音頻和/或視頻數(shù)據(jù)；

或者，

根據(jù)目標節(jié)點的確切位置查詢到達目的地位置的路徑信息，返回路徑信息；

或者，

根據(jù)目標節(jié)點的確切位置計算與目的地位置的距離，返回計算結(jié)果。

可選地，該方法還包括：

接收超聲波傳感器的感應(yīng)數(shù)據(jù)，所述超聲波傳感器與目標節(jié)點置于同一用戶終端，分析所述感應(yīng)數(shù)據(jù)，如果判斷出感應(yīng)到障礙，返回障礙報警信息；