[发明专利]三维APIT无线传感网络定位算法

摘要

本发明为无线传感网络节点定位提供了一种三维APIT定位算法，属于无线传感器网络应用技术领域。本算法利用三维WD‑DVHOP算法的多跳机制弥补三维APIT算法由于节点分布不均导致的边缘效应；当未知节点一跳范围的锚节点数不足3个时，调用三维WD‑DVHOP定位算法，消除了三维APIT算法中无法定位的节点；另外，采用加权计算锚球交集所围成多面体重心的方法，弥补三维APIT算法中四面体内点测试产生的In‑To‑Out‑Error和Out‑To‑In‑Error误判。优点本算法使得无线传感网络中的节点定位覆盖率达到100％，并且定位误差低。

主权项

三维APIT无线传感器网络三维定位算法，以未知节点一跳范围内的锚节点为圆心、通信半径为半径做锚球，并将锚球分别向XOY、YOZ、XOZ平面投影，通过投影区域的质心坐标算术平均定位未知节点，其特征在于：1)利用了WD‑DVHOP算法的多跳机制彻底消除了APIT算法中边缘效应产生的无法定位的节点，WD‑DVHOP算法在计算锚节点平均跳距时，对于距离不同的锚节点对其贡献程度，赋予不同的权值，构建加权平均跳距，每个未知节点利用自己的平均跳距和到各个信标的最小跳数的乘积，得到其与每个锚节点的距离，利用三边测量法或极大似然法求得未知节点的坐标；2)利用锚球交集的质心的平均值作为未知节点的坐标，彻底消除了三维APIT算法中由于四面体内点测试产生的In‑To‑Out‑Error和Out‑To‑In‑Error误判；3)在求锚球交集的质心时，将三个锚球、未知节点、锚节点分别向XOY，YOZ和ZOX投影，将三维空间转化为二维空间的锚圆交集，简化三维空间计算的复杂度；4)采用加权方法计算锚圆的交集，采用距离和的倒数作为权值。