一种无线传感网络中基于估距的定位方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201310344275.2
申 请 日：20130808
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20160316
公 开 号：CN103415072B
代 理 人：胡荣珲
代理机构：重庆志合专利事务所 50210
摘 要：本发明涉及一种无线传感网络中基于估距的定位方法，该方法采用未知节点在每次估算距离时，依据所需估算的距离寻找最优估距锚点，各级是否存在最优估距锚点以及其类型将估距方式分成三种类型，每种类型以不同的方式获取估算距离以实现定位，最后用“非线性-跳数”加权因子对同一未知节点的多个估计坐标进行加权处理，以求得未知节点的坐标实现定位。本发明所述方法无线传感网络中估距误差小，定位准确度高。
主 权 项：一种无线传感网络中基于估距的定位方法，其特征在于，有以下步骤：1)将具有自主定位能力的锚点和未知节点随机分布在定位区域中；2)锚点与未知节点的自身初始化；3)各锚点向周围的未知节点发送包含自身ID与自身坐标的数据包，并将数据包中记录数据值的数据置为0；4)未知节点接收步骤3)所述的各个锚点的数据包，提取数据包中的ID信息进行判断，若为首次接收该ID的数据包，则记录下该数据包，并将该数据包中的跳数值加1后向周围的未知节点和锚点转发，否则对已接收的相同ID的数据包进行比较，若当前接收的数据包中的记录转发次数的跳数值比已接收的相同ID的数据包中的跳数值小，则记录下该数据包，并将该数据包中的跳数值加1后转发，否则丢弃该数据包，若未知节点在一定时间后没有接收到下一个数据包则结束步骤4)，否则继续进行步骤4)的比较；5)各锚点将记录的其它锚点到该锚点的最小跳数值整理成该锚点的跳数表，并向网络中发送6)未知节点接收锚点发送的跳数表；7)跳数表的数值进行估距计算:A.选择锚点与待估距锚点间跳数最小的作为最优辅助估距锚点，未知节点使用这两个锚点间的平均每跳距离进行距离估算，该最优辅助估距锚点为I，y表示待估距锚点，则平均每跳距离lpHopy,I为未知节点x与锚点y之间的估计距离
为
当不存在锚点I时，进行步骤B的估距计算，否则本次估距计算结束；B.不满足步骤A的估距条件时，寻找最优辅助估距锚点II，使得该锚点处于未知节点与待估距锚点的最小传播路径中，计算未知节点到最优辅助估距锚点II的估算距离时，采用全局每跳距离
作为未知节点到平均每跳距离，其计算方法如下：
(当x1＝x2时lx1,x2＝0且hopx1,x2＝0)式中ID表示锚点的识别编号的集合；当有多个锚点满足该条件时，选择未知节点与其跳数最小的作为辅助估距锚点II，采用如下公式计算估计距离
为
当不存在辅助估距锚点II时，进行步骤C的估距计算，否则本次估距计算结束；C.不满足步骤A、步骤B的估距条件的未知节点，采用全局平均每跳距离进行III类型的估算距离
步骤A、B、C中以
表示未知节点与锚点或锚点与锚点间的最小跳数，两锚点间的实际距离用
表示，未知节点到锚点的估计距离用
表示，其中x1,x2表示未知节点或者锚点的ID值;8)估距计算值采用极大似然法计算三边定位坐标，若算出所有组合的三边定位坐标，则进行坐标加权,坐标加权的计算方法为：未知节点κ由锚点ID为i,j,k所估算出的坐标对应的权值γ(κ,i,j,k)可由下式表示，x1,x2,x3则表示三个不同的锚点ID变量
其中
cosΔ(i,j,k)表示由i,j,k三个锚点组成的三角形的最小角，hopκ,λ表示未知节点κ到锚点ID为λ的跳数，
则表示未知节点到i,j,k三个锚点的跳数和;若以
表示由锚点i,j,k估算的坐标，f(x,i,j,k)则表征了该坐标的可信度，最终未知节点κ的估计坐标(x，y)为：
若没有算出所有组合的三边定位坐标，则重新用极大似然法计算三边定位坐标，至算出所有组合的三边定位坐标，进行坐标加权，求出坐标；9)定位结束。
关 键 词：
法律状态：公开
IPC专利分类号：H04W64/00(2009.01)I;H04W84/18(2009.01)I