[发明专利]一种应用于移动传感网的室内定位方法

权利要求书

1.一种应用于移动传感网的室内定位方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)锚节点位置部署：在室内固定区域放置M个锚节点，每个锚节点都有自己的网络ID号，指定区域内某个角落的锚节点的位置坐标为坐标原点，其他锚节点根据与这个已知自身位置的锚节点的位置关系来确定其相应坐标，建立室内移动传感网的相对坐标系；

(2)移动节点位置部署以及初始位置估计：将移动节点随机放入步骤(1)中的固定区域内，移动节点根据与其通信的1跳锚节点和2跳锚节点得出移动节点可能存在的范围，在此范围内随机选择N个节点可能存在的位置，形成节点的初始位置采样集合

(3)预测阶段：假设时间分为离散的时间，在每一个时刻移动节点根据其前一时刻的位置采样集合，利用与其通信的1跳锚节点和2跳锚节点对移动节点的当前位置进行预测估计，并形成当前时刻的节点位置采样集合；

(4)滤波阶段：根据当前时刻的节点位置采样集合中的采样位置能否与预测阶段使用的1跳和2跳锚节点通信，滤除不符合条件的采样位置；

(5)如果经过滤波后符合要求的位置采样集合中的采样数小于N，则重复上述(3)、(4)过程重新进行预测点选取和滤波，直到找到满足要求的足够的点；

(6)位置修正：当采样集合已填满后，移动节点利用其定位精度较高的1跳邻居节点的位置信息来帮助定位，对采样集合里的每个采样点进行加权，使得有更大可能接近节点实际位置的采样点具有更大的权重，从而对节点的估计位置进行修正得到节点的修正估计位置。

2.如权利要求1所述一种应用于移动传感网的室内定位方法，其特征在于所述步骤(2)中移动节点初始位置估计的方法如下：初始位置时，移动节点是不知道自身的位置信息，锚节点向其通信半径内发送自身位置信息，移动节点收到与其通信的锚节点的信息后，判断是1跳锚节点还是2跳锚节点，当为1跳锚节点时，根据其位置(x_i，y_i)和最大射频发送距离r确定移动节点可能存在的范围为当为2跳锚节点时，同理可以确定移动节点可能存在的范围为如果锚节点在边界位置，则上述位置缩小到不超过边界，从而形成移动节点的可能存在范围。

3.如权利要求1所述一种应用于移动传感网的室内定位方法，其特征在于所述步骤(3)中预测节点的估计位置的方法如下：时刻t时，节点利用t-1时刻的采样集合选择合适的运动模型来预测节点下一时刻的可能位置形成当前时刻节点的采样集合并同时使用一个历史记录队列来记录节点前k个时刻的节点估计位置信息和时刻信息；

(31)当历史记录队列中的记录数小于k时，采用随机运动模型来预测节点的估计位置，新采样点(i＝0，1，...，N-1)在以前一时刻的采样点(i＝0，1，...，N-1)为圆心，υ_max(移动节点的最大移动速度)为半径的圆盘区域随机选取一个可能位置作为节点的预测位置，在已知前一时刻的节点的可能位置(i＝0，1，...，N-1)时，而且节点的移动速度在区间[0，υ_max]上服从均匀分布，节点基于前一位置的当前位置估计的概率分布可以表示为：

p(lt|lt-1)=1πvmax2ifd(lt,lt-1)<υmax0otherwise]]>

其中，表示采样位置与采样位置的距离，转移方程描述基于t-1时刻的节点位置分布预测t时刻的位置分布；

(32)当历史记录队列中的记录数等于k时，节点利用t-1时刻的采样集合L_t-1，得到此时刻的节点估计位置loca_esti_t-1，并通过构建高斯-马尔可夫移动模型对节点的运动轨迹及运动的速度υ_t-1和方向(以θ角表示)进行预测；以loca_esti_t-1(位置坐标为(x_t-1，y_t-1))为坐标原点，min{υ_t-1，v_max}为半径，在假定的节点运动方向顺时针和逆时针各展开θ角得到一个扇形，在该扇形区域中随机选取N个点作为预测值，满足上述情况的节点集合可以表示为：

Lt={(xti,yti)|d[(xti,yti),(xt-1,yt-1)]≤min{vt-1,vmax}∩|yti-yt-1xti-xt-1|≤tanθ}(0≤i≤N-1).]]>