基于協(xié)作通信的環(huán)境自適應(yīng)的室內(nèi)定位算法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于協(xié)作通信的環(huán)境自適應(yīng)的室內(nèi)定位算法，定位節(jié)點(diǎn)接收到未知節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)RSSI強(qiáng)度值，計(jì)算后返回距離值d，未知節(jié)點(diǎn)接收到周圍定位節(jié)點(diǎn)的距離值，設(shè)定一個(gè)通信半徑的標(biāo)準(zhǔn)門限值dt，根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)小于dt的數(shù)量來選擇采取定位方法。本發(fā)明提供了一種利用網(wǎng)路協(xié)作通信思想的環(huán)境自適應(yīng)定位算法，能夠根據(jù)無線環(huán)境的好壞自動(dòng)調(diào)節(jié)定位精度，既能夠保證在無線環(huán)境較差時(shí)不會(huì)無法定位，也能在無線環(huán)境較好時(shí)，有效的提高定位精度。
【專利說明】基于協(xié)作通信的環(huán)境自適應(yīng)的室內(nèi)定位算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種基于協(xié)作通信的環(huán)境自適應(yīng)的室內(nèi)定位算法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于無線自組織網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位技術(shù)作為節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)研究的一個(gè)分支和熱點(diǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)前景和需求。基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)，基于RSSI的測(cè)距方法中，已知發(fā)射節(jié)點(diǎn)的發(fā)生信號(hào)強(qiáng)度，接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到信號(hào)的強(qiáng)度，計(jì)算出信號(hào)傳播的損耗，利用理論模型將傳輸損耗轉(zhuǎn)化為距離值；但是因?yàn)闊o線信號(hào)環(huán)境受反射、多徑效應(yīng)和非視距傳播等問題的影響，極大地影響了定位精度。
[0003]基于RSSI的基本原理是，通過三邊測(cè)量法來定位未知節(jié)點(diǎn)的信息，具體的實(shí)現(xiàn)就是通過周圍三個(gè)已知節(jié)點(diǎn)接收到未知節(jié)點(diǎn)發(fā)送的RSSI值和無線環(huán)境參數(shù)A，n，計(jì)算出未知節(jié)點(diǎn)到每個(gè)已知節(jié)點(diǎn)的距離，再利用二維平面的幾何性質(zhì)定位未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，理想情況如圖1。
【權(quán)利要求】
1.一種基于協(xié)作通信的環(huán)境自適應(yīng)的室內(nèi)定位算法，其特征在于: 定位節(jié)點(diǎn)接收到未知節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)RSSI強(qiáng)度值，計(jì)算后返回距離值d，未知節(jié)點(diǎn)接收到周圍定位節(jié)點(diǎn)的距離值，設(shè)定一個(gè)通信半徑的標(biāo)準(zhǔn)門限值dt，根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)小于dt的數(shù)量來選擇采取定位方法。
2.如權(quán)利要求1所述的基于協(xié)作通信的環(huán)境自適應(yīng)的室內(nèi)定位算法，其特征在于，當(dāng)參與通信的定位節(jié)點(diǎn)數(shù)量小于3個(gè)，利用協(xié)作通信，當(dāng)周圍其他未知節(jié)點(diǎn)定位后獲取自身坐標(biāo)信息，作為定位節(jié)點(diǎn)協(xié)作未知節(jié)點(diǎn)定位，再采用改進(jìn)的三邊測(cè)量法和質(zhì)心算法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。
3.如權(quán)利要求2所述的基于協(xié)作通信的環(huán)境自適應(yīng)的室內(nèi)定位算法，其特征在于，當(dāng)參與通信的定位節(jié)點(diǎn)數(shù)量等于3個(gè)，采用改進(jìn)的三邊測(cè)量法結(jié)合質(zhì)心算法對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位。
4.如權(quán)利要求3所述的基于協(xié)作通信的環(huán)境自適應(yīng)的室內(nèi)定位算法，其特征在于，當(dāng)參與通信的定位節(jié)點(diǎn)數(shù)量多于3個(gè)，先利用定位節(jié)點(diǎn)相互通信，確定包含未知節(jié)點(diǎn)的定位節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成多個(gè)三角形，分別通過改進(jìn)的三邊測(cè)量法和質(zhì)心算法定位出未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，再根據(jù)三角形面積大小對(duì)未知節(jié)點(diǎn)位置的權(quán)重影響，對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行加權(quán)平均處理最終定位未知節(jié)點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基于協(xié)作通信的環(huán)境自適應(yīng)的室內(nèi)定位算法，其特征在于，距離值d采用公式(I)計(jì)算； 取參考距離Cltl = lm，采用無線信號(hào)在空間中傳輸?shù)睦碚撃Ｐ褪莝hadowing模型:
RSSI = - (A+10nlog10d) (I) 其中，A表示在距離發(fā)射節(jié)點(diǎn)Im處接收到平均能力絕對(duì)值，單位為dbm ；n是信號(hào)傳輸常數(shù)，和傳輸環(huán)境有關(guān)；d是接收節(jié)點(diǎn)和發(fā)射節(jié)點(diǎn)的距離。
6.如權(quán)利要求2或3或4所述的基于協(xié)作通信的環(huán)境自適應(yīng)的室內(nèi)定位算法，其特征在于，采用改進(jìn)的三邊測(cè)量法和質(zhì)心算法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)如下: 以交點(diǎn)A’，B’，C’為頂角作三角形，取三角形的質(zhì)心為未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)； 由三角形的性質(zhì)得出未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)如下，j() = ( 33 )s
【文檔編號(hào)】H04W64/00GK103957510SQ201410209732
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】焦良葆, 曹雪虹, 湯雅婷, 陳瑞, 程勇 申請(qǐng)人:南京工程學(xué)院