[发明专利]一种基于正交投影检测无线传感网络节点翻转模糊的三维定位器

权利要求书

1.一种基于正交投影的无线传感网络节点翻转模糊的三维定位器，其特征在于：提出了一种基于正交投影的无线传感网络节点三维定位翻转模糊检测方法，该方法将节点三维定位中的翻转模糊检测等价为在三维空间中寻找一条直线问题，要求该直线满足任意两个参考节点的测距误差球在它上面的投影线段有重叠；

根据权利要求1所述的无线传感网络的节点定位器，其特征在于：将节点三维定位翻转模糊检测中寻找满足条件的直线问题等价为寻找直线的方向向量问题，并将其转化为一个角度计算问题，然后利用坐标变换的方式简化了求解过程；

根据权利要求1及2所述无线传感网络的节点定位器，其特征在于：具体步骤如下：

步骤1：在三维空间中寻找可定位的未知节点；

步骤2：通过无线信道模型估计未知节点与参考节点之间的距离；

步骤3：设定各参考节点的测距误差球的半径；

步骤4：用基于正交投影方法检测未知节点的三维定位是否会发翻转模糊；

假设需要寻找的直线经过坐标原点，该直线在坐标平面xOy和xOz上的正交投影线l₁和l₂与x轴正方向的夹角分别为α和β （0≤α，β＜π）。

2.首先用坐标变换的方法，使新坐标系的横坐标轴与所寻找的直线重合，并计算出各参考节点在新坐标系中的坐标值，得到如下的一个不等式组： 

                                                 

其中：

 

上式中，（x_m，y_m，z_m）和（x_n，y_n，z_n）分别是第m个和第n个参考节点在原始坐标系中的坐标，r_m和r_n分别表示第m个和第n个球的半径，k为参考节点的个数；

   对该不等式组用粒子群方法求解，若其有解，则说明有满足条件的α和β值，节点的三维定位可能发生翻转模糊，进入步骤5；否则，节点的三维定位不会发生翻转模糊，进入步骤6；

步骤5：未知节点的三维定位可能会发生翻转模糊，不对其定位；

步骤6：用多边定位方法对未知节点进行三维定位，求出其估计位置。