[发明专利]一种基于距离偏差因子的WSN参考点迭代定位算法

说明书

本发明公开了一种基于距离偏差因子的无线传感器网络(WSN)参考点迭代定位算法，包括以下步骤：步骤一，搭建定位模型，该模型至少布置三个锚节点，一个目标节点。步骤二，利用RSSI值，计算初始的锚节点与目标节点的距离。步骤三，计算参考点和目标节点的初始位置坐标。步骤四，引入距离偏差因子，进一步计算新的参考点，通过不断迭代更新参考点，计算目标节点的坐标。步骤五，设置正确的迭代终止条件。本发明引入距离偏差因子，根据距离偏差因子重新计算锚节点与目标节点之间的距离，通过不断迭代更新参考点，计算目标节点的坐标，进而使复杂环境因素对RSSI的影响在定位迭代过程中被弥补，可广泛用于复杂的室内环境,实现高精度定位。

技术领域

本发明涉及基于RSSI定位技术领域，具体是一种基于距离偏差因子的WSN参考点迭代定位算法。

背景技术

随着无线通信、互联网技术以及人工智能的快速发展，定位技术得到了广泛关注。室外定位技术主要通过全球定位系统(Global Positioning System,GPS)或北斗定位系统对目标对象进行定位。然而，进入室内定位系统，GPS或北斗定位系统基本失去定位精度，进而失去室内定位功能。室内定位技术主要通过搭建室内定位系统，通过多个锚节点完成对目标节点的定位。目前，室内定位技术主要分为基于测距和非测距两大类。常见的基于测距的方法主要有基于接收信号强度指示(RSSI)、基于信号传输时间(TOA)、基于信号传输时间差(TDOA)和基于信号到达角度(AOA)等算法。基于RSSI的定位算法主要思想为根据锚节点接收到的目标节点的信号强度值RSSI，计算出锚节点到目标节点的欧式距离，根据三边定位算法求得目标节点的位置信息。

理论上基于RSSI的定位算法可以实现目标节点的定位。但是室内环境可能存在障碍物﹑物体形状不规则，物体的位置也可能会随机变化，从而影响无线信号的直线传播。同时室内环境中存在着信号的反射﹑折射以及人的移动等现象,这使锚节点测量到的RSSI值存在误差，最终导致室内定位精度不够理想。

发明内容

本发明的目的是为了针对复杂的室内环境而造成的定位精度不高的问题，提出一种基于距离偏差因子的WSN参考点迭代定位算法。其特点在于不需要获取室内环境的先验信息，可广泛用于复杂的室内环境，实现高精度室内定位。

本发明实现发明目的采用如下技术方案是一种基于距离偏差因子的WSN参考点迭代定位算法，具体包括以下步骤：

步骤一，搭建(WSN)定位模型，该模型至少布置三个锚节点，一个目标节点。

步骤二，利用锚节点与目标节点之间的数据通信，锚节点可以测得目标节点所发信号的接收信号强度指示RSSI，剔除异常值，并利用常用的测距模型：对数-距离路径损耗模型(Log-Distance Pass Loss,LDPL)计算初始的锚节点与目标节点的距离。

步骤三，由各个锚节点坐标、锚节点与目标节点的初始距离计算出参考点坐标，以参考点为顶点组成三角形，取三角形质心为目标节点的初始位置坐标。

步骤四，在目标节点初始位置的基础上引入距离偏差因子，根据距离偏差因子重新计算给定锚节点与未知目标节点之间的距离，并进一步计算新的参考点，通过不断迭代更新参考点，计算目标节点的坐标。

步骤五，迭代定位算法的关键在于终止条件的设置，设置正确的迭代终止条件，可以在少量的迭代次数内获得较高的定位精度。

进一步地，所述步骤二具体包括：

根据锚节点的接收到达信号强度RSSI通过LDPL模型即公式(1)计算出各个锚节点与目标节点的初始距离。

P(d)＝P(d₀)-10n log₁₀(d/d₀)+X_σ (1)