[发明专利]基于物理感知信息的节点地理位置学习方法

权利要求书

1.一种基于物理感知信息的节点地理位置学习方法，其特征在于，设置移动障碍物沿固定轨迹运动，点阵中的每个传感节点则通过对障碍物的感知及节点间交互，得到相对于汇聚节点的全局位置，所述方法包括以下步骤：

(1)学习路径构造

针对规模为m×n，节点间间距为d的传感节点点阵，如mn，旋转矩阵90度，使得m≤n；然后，构造最佳学习路径rp，并对一较小的移动障碍物ob进行编程，使之沿学习路径rp运动，遍历点阵中点完全图G_M中的每个中点v∈V_M，其中中点是任意两个间距为d的传感节点连线上到达两个节点距离相等的点；

(2)邻居节点相对位置学习

ob运动至间距为d的两个传感节点v_i、v_j中点时，v_i和v_j交换物理感知信息，直接学习节点间相对位置和然后，v_i和v_j广播直接学习结果，令无法感知到该障碍物，但处于通信半径内的邻居节点间接学习v_i和v_j的相对位置；ob遍历点阵中所有中点后，所有邻居节点相对位置学习完成；

(3)全局位置学习

以汇聚节点v_sink为源头发起洪泛，洪泛中的每次广播均携带源节点相对汇聚节点的全局位置信息；收到广播的节点则根据广播源节点全局位置，以及本节点相对源节点位置计算得到自身相对汇聚节点的全局位置；

所述步骤(1)中，学习路径构造过程如下：

(1.1)构造最短边子图

构造包含G_M中所有中点以及所有最短边，即长度为的图

(1.2)划分通路和回路

首先选取G′_M中所有度为2的顶点加入通路这些顶点关联的边及边另一端的顶点也随之加入最终形成一个回路；

然后，删除G′_M中回路包括的顶点及顶点关联的边，对得到的子图重复回路构造过程，直至子图中顶点对应传感节点行数小于等于2；此时，G′_M被划分为条回路及中央子图，回路由外向内记为

如m为奇数，中央子图包含1×(n-m+1)个传感节点的中点；对与该中央子图，使用n-m-1条次短边逐个连接直线上的顶点，短边的长度为d，得到中央子图通路

如m为偶数，中央子图包含2×(n-m+2)个传感节点的中点；对于该中央子图，先删除子图中所有连接割点和上或下同一侧顶点的两条边，并通过次短边连接剩余中央子图和删除边产生的孤立顶点，得到中央子图通路

(1.3)连接通路和回路

首先，合并所有回路和通路为即接着，从开始进行通路和回路的连接，选择的任意端点，并将该端点通过最短边连接至中的顶点，使得与相连；并删除该最短边在上端点所连接的一条其他最短边；然后从所删除的最短边另一个端点开始，执行增删最短边过程次，最终得到的即学习路径rp；

所述步骤(2)中，邻居节点相对位置直接学习的过程如下：

(2.1.1)如传感节点v_i的传感器感知的障碍物方向为θ_i满足则传感节点广播该物理感知信息；

(2.1.2)收到θ_i广播的传感节点v_j检查自身障碍物感知信息θ_j，如满足|θ_i-θ_j|＝π，则可习得v_i相对与v_j的位置

所述步骤(2)中，邻居节点相对位置间接学习的过程如下：

(2.2.1)传感节点v_i直接学习得到某个间距为d的邻居v_j的相对位置后，广播该位置信息；

(2.2.2)收到广播的传感节点v_p判断自身是否已习得如是，则可间接习得v_j相对与v_p的位置否则，缓存

(2.2.3)传感节点在获得新的直接或间接学习结果后，检索缓存执行(2.2.2)检查是否可以进一步学习新的邻居节点相对位置；如某个邻居节点的相对位置学习完成，则删除缓存中所有指向该邻居节点的数据。