[发明专利]一种传感器网络非规则区域节点定位方法及其装置

说明书

本发明公开了一种传感器网络非规则区域节点定位方法与装置，包括将传感器网络中的非规则区域划分为若干个互不重叠的虚拟单元格；每个虚拟单元格中至少包括一个锚节点；依据图刚性理论，结合锚节点与其所在的虚拟单元格内的节点的通信信息，构建每个虚拟单元格中的最小刚性图；将每个最小刚性图分别作为原始刚性图进行扩展，得到与最小刚性图所在的虚拟单元格一一对应的单元刚性图；将全部单元刚性图合并，并结合锚节点的坐标获得传感器网络中的全部节点的坐标。本发明将非规则区域划分为若干个相对规则的单元格，对每个单元格建立一个刚性图，减少传感器分布不规则与环境因素的影响，降低网络构建时的不稳定因素，减少系统误差，提高定位效果。

技术领域

本发明涉及传感器网络领域，特别是涉及一种传感器网络非规则区域节点定位方法及其装置。

背景技术

随着无线通信与传感技术的发展，传感器已经被广泛应用与环境监测、军事侦查、搜索救援、智能交通等领域。这些传感器具有感知对象、采集处理以及传输数据的能力，传感器网络就由大量部署在监测区域内的传感器节点构成。这些传感器节点只有确定了自身的位置才能根据采集到的数据准确反映采集点的变化情况，同时提供给专业人员进行数据分析，以便采取相应的措施。

现有技术中的传感器定位算法大多假设传感器网络分布是规则的，而实际应用中的传感器网络分布不规则的情况也十分常见。在不规则区域网络定位方法中，MDA-MAP(multidimensional scaling-map，多维定标映射)方法最具有代表性，在此基础上还有MDS-MAP(P)、MDS-MAP(P,R)等方法，这些方法一般将传感器网络中的节点分簇，针对每一个簇建立一个局部网络，再对各个局部网络进行融合，得到全局网络的连通度信息与距离信息。由于传感器网络分布的不规则与环境因素的影响，可能有节点无法与簇头进行信息交互，从而导致部分节点在传感器网络中的定位效果不好。

因此，如何提供一种定位效果好、计算量小的一种传感器网络非规则区域节点定位方法及其装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种定位效果好的传感器网络非规则区域节点定位方法及其装置，可以提高传感器网络中非规则区域的节点定位效果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种传感器网络非规则区域节点定位方法，包括：

将传感器网络中的非规则区域划分为若干个互不重叠的虚拟单元格；每个所述虚拟单元格中至少包括一个锚节点；

依据图刚性理论，结合所述锚节点与其所在的虚拟单元格内的节点的通信信息，构建每个所述虚拟单元格中的最小刚性图；

将每个所述最小刚性图分别作为原始刚性图进行扩展，得到与所述最小刚性图所在的虚拟单元格一一对应的单元刚性图；

将全部所述单元刚性图合并，并结合锚节点的坐标获得所述传感器网络中的全部节点的坐标。

优选的，所述将传感器网络中的非规则区域划分为若干个互不重叠的虚拟单元格的具体过程为：

在所述非规则区域中建立直角坐标系，将所述非规则区域在所述直角坐标系的四个象限中的每个部分分别作为一个一级区域；并保证每个所述一级区域内包括至少一个锚节点；

结合环境信息对每个所述一级区域按照四边形原则进行划分，得到若干互不重叠的虚拟单元格，并保证每个所述虚拟单元格内包括至少一个锚节点。

优选的，所述将每个所述最小刚性图分别作为原始刚性图进行扩展的具体过程为：

以所述原始刚性图的内心为圆心，所述内心到所述原始刚性图中的各个节点的距离为半径，建立圆形区域；

针对所述圆形区域覆盖的非规则区域建立非规则模型，用不规则参数描述所述非规则模型的不规则程度；