[发明专利]无线传感器网络中基于RSS的多目标定位方法与系统

权利要求书

1.一种无线传感器网络中基于RSS的多目标定位方法，其特征在于，所述多目标定位方法首先将监测区域离散网格划分与稀疏判断等效转换，然后通过两个具体的定位阶段实现多目标定位，即粗定位和细定位，其中：

在粗定位阶段，采用序贯压缩感知原理选择最优观测次数，当重构误差小于预先给定的门限值时，停止接收观测值；然后，通过求解一个l_p最优化问题重构出稀疏向量，从而确定出目标所在的初始候选网格；

在细定位阶段，将粗定位确定的初始候选网格利用四分法进行细划分，每个初始候选网格都被划分为四个相等的子网格，利用最小残差准则选择目标所在的候选子网格，再对得到的子网格利用四分法进行划分、以及利用最小残差准则进行选择；经过多次划分、选择之后，每个目标的估计位置被限定在足够小的子网格上；

所述粗定位阶段确定初始候选网格的具体实现包括：

无线传感器网络WSN的使用者发起目标监测指令，WSN中的接收器Sink节点广播“监测指令”；

按照CS原理，各节点对监测区域的信号进行探测，将其观测值传送给接收器Sink节点，接收器Sink节点首先接受到m+T个节点的观测值，利用l_p范数度量信号的稀疏度，建立基于l_p最优化的多目标定位模型：

然后，利用仿射尺度方法获得重构向量x^m，其中观测矩阵P^m∈R^m×N；

按照SCS原理，接收器Sink节点将作为重构误差的估计值，若此估计值大于预先给定的门限值ε，则再接收T个观测值，重新计算重构误差的估计值，重复上述操作，直至估计值小于ε；接收器Sink节点广播“停止指令”，各节点停止发送观测值；

根据重构向量x^m+ST中非零元素的位置，接收器Sink节点确定出目标所在的候选网格，以完成目标的粗定位任务。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络中基于RSS的多目标定位方法，其特征在于，所述将监测区域离散网格划分与稀疏判断等效转换具体包括：

对于一个随机部署了M个位置信息已知的传感器节点和K个目标的无线传感器网络监测区域，其中，K未知，M＜＜N,K＜＜N，将监测区域离散为N个网格，N＝n×n，每个网格只有一个节点且节点位于网格中心，每个目标出现在相应网格的任何位置，定义K个目标的位置信息是x＝(x₁,…,x_N)，其中若第j个网格存在目标，则x_j＝1，否则x_j＝0；

将基于RSS的多目标定位就转化为判断稀疏向量x中非零元素所在位置；

根据强度-距离损耗模型，第i个节点接受到第j个网格中目标发出的RSS值近似为：

P_i,j＝P_t-10ηlg(d_i,j/d₀)

其中，P_t表示在参考距离d₀处的接收信号强度，d_i,j为第i个节点与第j个目标之间的欧式距离，路径衰减指数η的取值介于2至5之间；M个节点的观测向量表示为y＝Px。