[發明專利]基于非等厚球殼的無線傳感器網絡三維節點定位方法

有效

• 申請號: 201410377403.8
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104142491A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 李建坡;陳曉娟;鐘鑫鑫;趙立權;李楠
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種基于非等厚球殼的無線傳感器網絡三維節點定位方法，其特征是，它包括以下內容：

1)節點球殼厚度計算

所述節點球殼厚度計算法是依據目標節點接收到的錨節點發出的信號強度值，利用信號強度與距離的關系，計算出理想狀態下目標節點與錨節點之間的距離，結合節點所處不同DOI對信號傳輸的影響，確定錨節點傳輸的內球殼半徑與外球殼半徑，用公式表示為：

R′＝R·10^(k·DOI),其中

k=0,DOI=0±3,DOI=0.001-0.005±4,DOI=0.006-0.01±5,DOI=0.011-0.015±6,DOI=0.016-0.02---(1)]]>

其中，R表示理想環境中信號傳輸半徑，R′表示非理想環境中信號傳輸半徑，k表示傳輸半徑改變系數，DOI表示信號傳輸不規則性，傳輸半徑改變系數k隨DOI數值的變化而變化，k取正值對應傳輸半徑為錨節點傳輸的外球殼半徑，k取負值對應傳輸半徑為錨節點傳輸的內球殼半徑；

2)相交區域質心計算

所述相交區域質心計算法是依據錨節點內球殼與外球殼分別沿著x軸方向的上切面和下切面，沿著y方向的左切面和右切面，沿著z方向的前切面和后切面所圍成的區域構成相交區域，并對相交區域求取質心，確定節點的三維坐標。

2.根據權利要求1所述的一種基于非等厚球殼的無線傳感器網絡三維節點定位方法，其特征是，對于所述相交區域質心計算確定節點的三維坐標，即為確定節點x、y、z三個坐標軸的定位，針對每個錨球的內球殼和外球殼可以分別確定兩個經過x軸的切面，將該錨球投影到yoz平面，分別為錨球外球殼的x上切面斜率和x下切面的斜率內球殼的x上切面斜率和x下切面的斜率切面斜率表示為：

kij11=tan(arctanziyi+arcsindij(1)yi2+zi2)kij12=tan(arctanziyi-arcsindij(1)yi2+zi2)kij13=tan(arctanziyi+arcsindij(2)yi2+zi2)kij14=tan(arctanziyi-arcsindij(2)yi2+zi2),i∈(1,N),j∈(1,4)---(2)]]>

其中，y_i，z_i是錨節點的y軸坐標和z軸坐標，d_ij(i∈(1,N),j∈(1,4))表示目標節點與四個錨節點之間的距離，為錨節點外球殼通信半徑，為錨節點內球殼通信半徑，相交區域沿著x方向的上切面和下切面表示為：

通過將相交錨球投影到zox平面，可以得到相交區域的沿著y方向的左切面與右切面：

其中，表示錨球的外球殼沿著y方向的左切面斜率，表示外球殼沿著y方向的的右切面的斜率，表示內球殼的沿著y方向的左切面斜率，表示內球殼沿著y方向的右切面的斜率；

通過將相交錨球投影到xoy平面，可以得到相交區域的沿著z方向的前平面與后切面：

其中，表示錨球外球殼沿著z方向的前切面斜率，表示外球殼沿著z方向的后切面的斜率，表示內球殼沿著z方向的前切面斜率，表示內球殼沿著z方向的后切面的斜率，對六個切面相交得到非等厚球殼相交區域，求取相交區域的質心坐標從而完成三維定位全過程。