[发明专利]一种异型空间内无线传感定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感定位技术，特别涉及一种异型空间内无线传感定位方法。

背景技术

节点定位技术是无线传感器网络中的重要支撑技术，是网络拓扑管理、覆盖控制、路由算法设计等上层技术的重要基础，能否对网络节点进行精确定位将影响到网络的整体性能。现有的节点定位算法，按定位过程中是否需要测量节点之间的实际距离，可分为距离无关的定位算法和基于距离的定位算法两大类。距离无关的定位算法主要有DV.Hop J、等，这类算法通过节点之间的通信连接关系来粗略估算节点的位置，对节点硬件要求较低，但定位精度不高。基于距离的定位算法首先采用一定的测距技术测量出待定位节点到信标节点的距离，再利用三边测量法或者极大似然估计法计算出节点的坐标位置。常用的测距技术有RSSI(Received Signal Strength Indicator)，TOA(Time of Arrival)，TDOA(Time Difference on Arrival)和AOA(an e of arrival)。TOA、TDOA和AOA测距技术的精度较高，但对传感器节点硬件特性要求很高，受节点体积和成本的限制，不适合应用于大规模传感器网络。RSSI测距技术对节点硬件要求不高，但由于RSSI的测量值往往受到一定程度的噪声污染，基于RSSI的定位算法精度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种异型空间内无线传感定位方法，以便提高在复杂异型空间内无线传感定的精度。

本发明的完成上述目的的一种复杂异型空间内无线传感定位方法包括以下操作步骤：

当待定位节点收到三个信标节点的无线信号时，将三个信标节点最大通信范围的交叠区域的外接矩形区域确定为定位区域；

将所述定位区域划分为若干个栅格；

根据待定位节点与三个信标节点中距离最近的一个信标节点的距离λ和跳数τ，建立评估测量结果可信度的概率模型；

利用概率模型计算出待定位节点位于各个栅格的概率，并把概率最高的栅格形心的坐标位置确待定位节点的坐标位置。

其中，所述概率模型是泊松分布模型P_τ，

即：P_τ＝λ^τ-1e^-λ/(τ-1)！。

其中，所述λ＝栅格点与距离最近的信标节点距离/修正因子。

其中，所述修正因子为：

Ci=Σ(xi-xj)2+(yi-yj)2Στj]]>

其中，(x_i，y_i)和(x_j，y_j)是距离最近的两个信标节点的坐标，τ_j表示位于(x_i，y_i)的锚节点和位于(x_j，y_j)的锚节点之间的跳数。

其中，所述τ是待定位节点与其邻居节点到距离最近的信标节点的平均跳数。

其中，所述待定位节点是无线传感器节点。

其中，所述邻居节点是无线传感器节点。

其中，所述异型空间是矿井井下空间。

其中，由待定位节点或信标节点或专用于定位计算的节点执行所述操作步骤。

其中，利用待定位节点或邻居节点收到的信标节点数据包中ID、定位位置和跳数信息，确定距离λ和跳数τ。

相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：