[发明专利]一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法及系统，包括：构建用于灾变环境下待定位区域的用于救援的传感网络，包括无线传感器单元、惯性传感器单元；定位解算单元分别根据无线传感器单元和惯性传感器单元的输出进行无线定位解算和惯性参量解算；组合定位单元判断无线传感器单元和惯性传感器单元是否失效，并进行不同传感器单元失效下救援传感网络抗失效切换控制，实现对灾变环境下待定位目标的稳定定位。本发明能够解决单纯采用无线传感器和惯性传感器定位易输出错误位置的不足，充分发挥两种定位系统的优势，提高救援传感网络组合定位系统的性能。

主权项

1.一种用于救援的传感网络抗失效定位切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、构建用于灾变环境下待定位区域的用于救援的传感网络，包括无线传感器单元、惯性传感器单元，无线传感器单元包括：安装在待定位区域的多个无线锚节点和安装在各待定位目标上的无线移动节点；惯性传感器单元包括安装在各待定位目标上的惯性传感器；步骤2、定位解算单元根据无线传感器单元的输出进行无线定位解算，得到无线定位法测量的待定位目标的位置参量Lwsn；同时定位解算单元根据惯性传感器单元的输出进行惯性参量解算，得到惯性定位法测量的待定位目标的位置参量Lsins；步骤3、组合定位单元判断无线传感器单元和惯性传感器单元是否失效，并进行不同传感器单元失效下救援传感网抗失效切换控制，实现对灾变环境下待定位目标的稳定定位；所述步骤3的具体操作如下：A：当无线传感器单元和惯性传感器单元均有效时，得到无线定位法测量的待定位目标的位置参量Lwsn和惯性定位法测量的待定位目标的位置参量Lsins，对两种定位方法输出结果进行时空对齐，设置无线传感器单元位置与惯性传感器单元位置信任权值，通过融合计算得到待定位目标的位置Lsins/wsn；B：当无线传感器单元失效时，即在单位时间Δtwsn内由无线定位法测量得到的待定位目标的位置变化量ΔLwsn超过阈值σ时，利用由惯性定位法在单位时间内测量的待定位目标的位置变化量ΔLsins对由无线定位法测量的待定位目标的位置变化量ΔLwsn进行校正，然后对校正后的无线传感器单元得到的待定位目标的位置参量Lwsn和惯性传感器单元得到的待定位目标的位置参量Lsins进行时空对齐，设置无线传感器单元位置与惯性传感器单元位置信任权值，通过融合计算得到待定位目标的位置Lsins/wsn；C：当惯性传感器单元失效时，即惯性传感器单元的长航时运行时间△tsins大于阈值τ，将救援传感网组合精确定位结果Lsins/wsn作为惯性传感器单元的初始位置，消除其累计位置误差，惯性传感器在更新的位置上进行高速积分运算，然后对无线传感器单元得到的待定位目标的位置参量Lwsn和校正后的惯性传感器单元得到的待定位目标的位置参量Lsins进行时空对齐，设置无线传感器单元位置与惯性传感器单元位置信任权值，通过融合计算得到待定位目标的位置Lsins/wsn；D：当无线传感器单元和惯性传感器单元均失效时，即在单位时间△twsn内由无线定位法测量的待定位目标的位置变化量△Lwsn超过阈值σ，且惯性传感器单元的长航时运行时间△tsins大于阈值τ，无法采用救援传感网对待定位目标进行精确定位，通过惯性传感器中加速度模块输出来判断待定位目标的行走状态，具体为：在加速度模块检测出待定位目标运动时，基于待定位目标的行走步长fl和步频ff对待定位目标进行位置估算。