[发明专利]一种无锚点多移动节点协同定位方法

权利要求书

1.一种无锚点多移动节点协同定位方法，其特征在于，包括：

使用自主传感器获得各移动节点以上一时刻位置为基准的位移信息；

使用测距传感器获得各移动节点之间的距离信息；

利用最小二乘法，将所述相对位置与保距相对位置相融合，建立代价函数，并计算所述代价函数最优解的解析解，得到各节点当前时刻的优化目标位置；

以所述优化目标位置为基准推断下一时刻的相对位置，如此迭代，进行多移动节点融合定位。

2.根据权利要求1所述的无锚点多移动节点协同定位方法，其特征在于，

利用自主传感器得到的所述位移信息计算当前时刻节点位置的先验估计；

利用测距传感器得到的所述距离信息计算当前时刻节点位置的相对拓扑结构，由二维笛卡尔坐标表示；

利用所述拓扑结构与先验估计建立代价函数，用最小二乘法进行拟合，得到当前时刻节点的位置估计。

3.根据权利要求2所述的无锚点多移动节点协同定位方法，其特征在于，利用自主传感器得到的所述位移信息计算当前时刻节点位置的先验估计的过程如下：

设位置坐标估计向量为P_k，为P_k的后验估计：

其中为P_k的先验估计，ΔP_k为利用自主传感器得到的位移向量。

4.根据权利要求2所述的无锚点多移动节点协同定位方法，其特征在于，利用测距传感器得到的所述距离信息计算当前时刻节点位置的相对拓扑结构的过程如下：设测距信息构成如下矩阵：

其中d_ij为i节点与j节点之间的距离；

对D⁽²⁾做双中心化处理得到矩阵B，即B中的元素b_ij与D⁽²⁾中的元素d_ij²有如下关系：

对B进行奇异值分解，B＝VAV，其中，v为酉矩阵；

对角矩阵A中的奇异值从左上按从大到小的顺序排列，取VA^1/2的前2列作为k时刻相对拓扑结构的二维笛卡尔坐标X_k。

5.根据权利要求2所述的无锚点多移动节点协同定位方法，其特征在于，

建立如下代价函数：

其中或为旋转因子，p₀＝[x₀ y₀]^T为平移因子，θ为旋转角度，1_n为所有元素均为1的一个n维列向量。

6.根据权利要求5所述的无锚点多移动节点协同定位方法，其特征在于，为了求得绝对位置的估计值，先求得使J达到最小值的θ与p₀，令：

。

7.根据权利要求6所述的无锚点多移动节点协同定位方法，其特征在于，假设测距传感器的误差远小于一个迭代周期位移测量值的误差，则有：

其中k∈Z，且选择使J取最小的θ。