[发明专利]一种基于AUV协助的水下无线传感器网络定位方法

权利要求书

1.一种基于AUV协助的水下无线传感器网络定位方法，所述水下无线传感器网络中

设置有多个信标节点，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、各信标节点发送包含自身坐标信息的信标消息；未知节点根据所接收到的信标消息中的信标节点坐标，利用质心算法初步确定自身的位置坐标；

步骤B、利用AUV协助进行未知节点的二次定位，具体按照以下方法：

步骤B1、以未知节点为原点建立空间直角坐标系，将该未知节点的通信范围划分为8个区域，每个卦限对应一个区域，统计每个区域中信标节点的数量；

步骤B2、将至少一个AUV移动至信标节点数量最少的区域，且其与未知节点的距离等于该未知节点与其通信范围内各信标节点间距离的平均值；

步骤B3、以AUV作为新的信标节点，利用质心算法重新确定未知节点的坐标。

2.如权利要求1所述基于AUV协助的水下无线传感器网络定位方法，其特征在于，

步骤B中利用AUV协助定位精度最低的前k个或者定位精度小于一预设阈值的未知节点进行二次定位，未知节点i的定位精度                                               按照以下公式计算：

式中，为未知节点i通信范围内信标节点的数量；为未知节点i与其通信范围内各信标节点间距离的平均值；为未知节点i与其通信范围内各信标节点间距离的方差；为未知节点i通信范围内信标节点分布方差，其表达式为，以未知节点i为原点建立空间直角坐标系，将未知节点i的通信范围划分为8个区域，每个卦限对应一个区域，为8个区域中信标节点数量的平均值，为第j个区域中的信标节点数量；α, β, ε, θ∈(0,1]，为权重参数。

3.如权利要求1所述基于AUV协助的水下无线传感器网络定位方法，其特征在于，所述信标消息包含信标节点ID标识、信标节点坐标以及发送时间。

4.如权利要求1所述基于AUV协助的水下无线传感器网络定位方法，其特征在于，所述未知节点与信标节点之间距离按照以下方法得到：未知节点根据信标消息到达时间差，使用声波通信计算，具体按照以下公式，

d_j=(T₂-T₁)*V

式中，d_j表示未知节点与其通信范围内的第j个信标节点间距离， T₁、T₂分别为第j个信标节点所发送信标消息的发送时间、到达时间，V为声波在水中传播速度。