[发明专利]一种用于网络的空间多传感器快速定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及目标检测技术领域，尤其涉及一种用于网络的空间多传感器快速定位方法。

背景技术

多传感器网络，是指按一定覆盖率要求，由部署在某一特定区域的多个传感器称为网络节点组成的网络系统。随着无线移动通讯和移动终端技术的迅速发展，多传感器网络在民用领域掀起了研究的热潮。

应用于目标定位的多传感器网络的工作原理是，充分利用多个平台上的传感器资源，对多个平台观测到的信息数据进行融合，去除多余的信息，获取对被测目标的一致性认识。依据感知信息的方式不同，实现目标定位的主要手段有测距定位、测向定位、时差定位、频差定位等。目前，时差定位、频差定位实现起来成本高且存在技术难题，在一些实际工程应用中尚受到限制，而测向定位方法存在算法复杂度高、精度低、定位精度对方向测量误差过于敏感等问题，因此测距定位成为多传感器目标定位的常用手段。

理论上，利用距离信息进行定位，若要定位空间目标则需要4个不共面传感器节点，以这四个节点为球心，所测距离为半径的四个球面的交点，即为目标位置。但实际情况下，由于系统设备和环境干扰等因素的影响，使得测距数据产生误差，导致球面交点无解，影响定位精度。为提高定位精度，通常采用增加探测节点数量（提高网络的覆盖率）的方法，但探测节点数量增多会增大硬件成本和定位算法的时间复杂度，不利用实际工程应用。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种用于网络的空间多传感器快速定位方法。本发明计算简单，精度高，可以应用于各类基于距离的传感器装置，完成空间目标的快速精确定位。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于网络的空间多传感器快速定位方法，根据多传感器网络中各探测节点的坐标位置及测距结果，选取能覆盖所有目标点位置的最小立方体区域，并进行栅格化；并将每个栅格中心点作为待选目标点，通过约束规则选取合适的待选目标点作为初始目标概位点，并以该点为中心点坐标，重新选取立方体覆盖区，迭代计算目标概位点坐标，直到立方体覆盖区的边长符合精度要求，此时得到的目标概位点即为目标位置，其步骤如下：

步骤一：根据已知探测节点位置，选取立方体覆盖区；

设有n个已知传感器探测节点，已获得n个探测节点位置和对目标点的测距结果，每个探测节点对应的可能目标位置是以此节点为中心，以到目标的测距结果为半径的球面上；选取最小的立方体覆盖区，以覆盖所有的可能目标点位置；

实现方法为：设n个已知传感器探测节点的位置坐标分别为D_i(x_di,y_di,z_di)（i=1,2…n），探测节点对目标点的测距结果为d_i（i=1,2…n），则

x_max=max（x_d1+d₁，x_d2+d₂，x_d3+d₃，…x_dn+d_n）

x_min=min（x_d1-d₁，x_d2-d₂，x_d3-d₃，…x_dn-d_n）

y_max=max（y_d1+d₁，y_d2+d₂，y_d3+d₃，…y_dn+d_n）

y_min=min（y_d1-d₁，y_d2-d₂，y_d3-d₃，…y_dn-d_n）

z_max=max（z_d1+d₁，z_d2+d₂，z_d3+d₃，…z_dn+d_n）