[發(fā)明專利]一種基于最小標(biāo)準(zhǔn)差的錨節(jié)點(diǎn)優(yōu)化選擇的最大似然定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710732862.7
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107404708A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅清華;焉曉貞;楊一鵬;彭宇;彭喜元;吳艷
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號: H04W4/00
• 分類號: H04W4/00;H04W64/00;G01S5/02
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高精度的距離估計(jì)和定位技術(shù)。

背景技術(shù)

實(shí)際無線通信環(huán)境中，由于噪聲、環(huán)境和測量誤差等不良因素的影響，引起通信距離估計(jì)具有較大的誤差，導(dǎo)致最大似然定位精度較低。針對上述問題，本發(fā)明對錨節(jié)點(diǎn)冗余定位環(huán)境下，評估各個錨節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)間通信距離估計(jì)的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差，并以此來優(yōu)化選擇最大似然定位方程組構(gòu)造過程中所需的距離值和錨節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)減小距離估計(jì)誤差對定位結(jié)果的影響，從而改善最大似然定位精度的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決通信距離估計(jì)誤差導(dǎo)致定位精度較低的問題，提供一種基于最小標(biāo)準(zhǔn)差的錨節(jié)點(diǎn)優(yōu)化選擇的最大似然定位方法。

本發(fā)明所述的一種基于最小標(biāo)準(zhǔn)差的錨節(jié)點(diǎn)優(yōu)化選擇的最大似然定位方法包括以下步驟：

步驟一、系統(tǒng)中有I+1個無線傳感器節(jié)點(diǎn)，分別為I個定位的錨節(jié)點(diǎn)A＝{A₁,A₂,A₃,…,A_i,…,A_I}和1個未知節(jié)點(diǎn)，它們都具有nanoLOC無線射頻收發(fā)器，并可以采用雙邊對等方法測量得到任意兩個節(jié)點(diǎn)間的距離估計(jì)值，其中i為正整數(shù)，且1≤i≤I，I為用戶設(shè)定的正整數(shù)，且4≤I≤15，本發(fā)明中I取值為10；

步驟二、系統(tǒng)中各個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化，未知節(jié)點(diǎn)首先建立無線網(wǎng)絡(luò)，并等待其它節(jié)點(diǎn)申請加入網(wǎng)絡(luò)；

步驟三、I個錨節(jié)點(diǎn)初始化成功后，分別采用射頻收發(fā)器掃描發(fā)現(xiàn)未知節(jié)點(diǎn)建立的無線網(wǎng)絡(luò)，并通過射頻收發(fā)器發(fā)送網(wǎng)絡(luò)加入請求數(shù)據(jù)包，申請加入該無線網(wǎng)絡(luò)，如果加入網(wǎng)絡(luò)成功，則執(zhí)行步驟四，否則，執(zhí)行步驟三；

步驟四、初始化變量i為1，i為正整數(shù)，且1≤i≤I；

步驟五、未知節(jié)點(diǎn)通過其無線射頻收發(fā)器向第i個錨節(jié)點(diǎn)發(fā)送定位請求數(shù)據(jù)包，第i個錨節(jié)點(diǎn)收到定位請求數(shù)據(jù)包后，采用雙邊對等測距方法，通過與未知節(jié)點(diǎn)間的4J次數(shù)據(jù)包交互，獲得第i個錨節(jié)點(diǎn)與未知節(jié)點(diǎn)間的距離d_i的J次測量值：{d_i1,d_i2,d_i3,…,d_ij,…,d_iJ}，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，將測量值的統(tǒng)計(jì)均值d_i_u作為距離d_i估計(jì)結(jié)果，將測量值的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差d_i_σ作為距離d_i估計(jì)結(jié)果的不確定性，i＝i+1，其中j為正整數(shù)，且1≤j≤J，J為用戶設(shè)定的正整數(shù)，且50≤J≤150，本發(fā)明中，J取值為100；

步驟六、判斷i的值是否大于I，若是，則執(zhí)行步驟七，否則，執(zhí)行步驟五；

步驟七、系統(tǒng)獲得未知節(jié)點(diǎn)與I個錨節(jié)點(diǎn)間的距離估計(jì)結(jié)果{d₁_u,d₂_u,d₃_u，…，d_i_u，…，d_I_u}，以及它們對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差序列Q＝{d₁_σ,d₂_σ,d₃_σ，…，d_i_σ，…，d_I_σ}，定義估計(jì)質(zhì)量參數(shù)滑動窗口w＝{w₁,w₂,w₃,…,w_k,…,w_K}，其中1≤i≤I，1≤k≤K，i和k初始化值為1，其中K為用戶定義的正整數(shù)，且3≤K≤I，本專利中，K取值為8，定義變量l，且1≤l≤K，l初始值為K；

步驟八、系統(tǒng)判斷k是否大于K，如果是，k值置為1，執(zhí)行步驟十，否則執(zhí)行步驟九；

步驟九、w_k的值置為Inf，其中Inf為最大實(shí)數(shù)，k＝k+1，執(zhí)行步驟八；

步驟十、系統(tǒng)判斷i是否大于I，如果是，執(zhí)行步驟十五，否則執(zhí)行步驟十一；

步驟十一、系統(tǒng)判斷k是否大于K，如果是，k值置為1，i＝i+1，執(zhí)行步驟十，否則執(zhí)行步驟十二；

步驟十二、系統(tǒng)判斷d_i_σ是否小于w_k，若是，執(zhí)行步驟十三，否則，k＝k+1，執(zhí)行步驟十一；

步驟十三、系統(tǒng)判斷l(xiāng)是否小于k，如果是，l的值置為K，w_l＝d_i_σ，執(zhí)行步驟十一，否則，執(zhí)行步驟十四；

步驟十四、w_l＝w_l-1，l＝l-1，執(zhí)行步驟十三；