[发明专利]基于缩影判定定位法与粒子群优化算法的信标部署方法

权利要求书

1.一种基于缩影判定定位法与粒子群优化算法的信标部署方法，基于室内真实环境进行仿真获得信标部署方案，并利用于真实环境中；其特征在于：

设种群中含有m个粒子，每个粒子代表一个信标部署方案，包括n个信标位置，随机分布在室内空间中；

采用基于缩影判断的定位算法判断种群中每个粒子的信标部署效果；其中，所述缩影判断定位算法是指通过将室内空间栅格化后，对每一个栅格所部署的信标的定位精度进行评判，获得满足定位要求或不满足定位要求的结果；

根据所述结果计算每个粒子的定位覆盖率，若满足定位覆盖率要求，则输出当前粒子的信标部署方案，结束算法，并将该信标部署方案应用于实际环境中进行室内定位；若不满足要求，使用粒子群优化算法，选取每个粒子的历史最高定位覆盖率作为个体最优值，选取种群所有粒子的历史最高定位覆盖率作为全局最优值进行粒子群优化迭代，直到获得满足定位覆盖率要求的信标部署方案。

2.如权利要求1所述的信标部署方法，其特征在于：所述基于缩影判断的定位算法实现方法如下：

对室内空间进行栅格化处理，取每一个栅格的中心点作为待测点，在以待测点为圆心、信标有效范围r为半径的范围内，取距离待测点最近的三个信标，并且要求待测点不在三个信标所在的平面D内；利用三个信标对待测点进行定位，获得仿真位置；利用所述待测点的真实位置和所述仿真位置进行位置误差比较，获得位置误差，如果位置误差小于设定值，则判定待测量点所在栅格满足定位要求，否则不满足要求。

3.如权利要求2所述的信标部署方法，其特征在于：所述仿真位置的获得方法为：采用距离待测点最近的三个信标分别对待测点进行定位，对应的获得信标与待测点相对距离d₁、d₂、d₃，并根据取其解作为备选点；并令备选点作为仿真位置；其中(x₁、y₁、z₁)、(x₂、y₂、z₂)、(x₃、y₃、z₃)为三个信标的位置，为已知量，(x₀、y₀、z₀)为待测量点的位置，为未知量。

4.如权利要求2所述的信标部署方法，其特征在于：根据信标的信号强度，确定距离待测点最近的三个信标，信号强度越大则距离越近。

5.如权利要求3或4所述的信标部署方法，其特征在于：

针对每一个信标，利用信标对待测点进行多次测量定位，对应的获得多个信标与待测点相对距离d，之后按照从大到小排序，分别去掉设定数量的最大值和最小值，将剩余测量结果求平均值作为信标与待测点的最终相对距离；

在根据三个信标获得的相对距离解析备选点时，若的解为两个时，在所述以栅格中心点为圆心，信标有效范围r为半径的范围内选择距离平面D最远的信标，并分别计算二个备选点与所述最远信标的距离；距离最短的所对应的备选点为待测点。

6.如权利要求5所述的信标部署方法，其特征在于：所述设定数量为10％。

7.如权利要求6所述的信标部署方法，其特征在于：获得信标与待测点相对距离的方法是：通过测量信标与待测点之间的信号接收功率，根据信号接收功率与传播距离之间的关系获得相对距离。

8.如权利要求2所述的信标部署方法，其特征在于：在获取距离待测点最近的三个信标时，若待测点在所选的最近的三个信标所构成的平面D内，则将任意一信标与距离待测点排名第四近的信标进行替换；若不存在以待测点为圆心、信标有效范围r为半径的范围内，距离待测点最近的三个信标，且待测点不在三个信标所在的平面D内，表明该点无法完成定位，则对室内空间内未处理到的其他栅格进行定位判断；若因不存在排名第四近的信标而无法获得仿真位置或位置误差大于设定值，表明该点无法完成定位，则对室内空间内未处理到的其他栅格进行定位。