1.一種移動自組織網(wǎng)絡中高效協(xié)作定位方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟A:針對當前的目標節(jié)點,根據(jù)目標節(jié)點的通信范圍確定對應的參考節(jié)點,所述參考節(jié)點包括:錨節(jié)點與已定位的目標節(jié)點;并將當前的目標節(jié)點與對應參考節(jié)點進行測距通信;初始化每個參考節(jié)點對應的目標節(jié)點,生成位置估計樣本時的隨機方向取值范圍;
步驟B:將每個參考節(jié)點與當前目標節(jié)點之間的距離測量值、測距誤差模型隨機生成的關于目標節(jié)點位置的若干位置估計樣本,以及參考節(jié)點自身的位置信息一起發(fā)送給當前目標節(jié)點;
步驟C:更新計算關于目標節(jié)點位置的若干位置估計樣本所對應的權重值;并根據(jù)權重值對每個參考節(jié)點生成的位置估計樣本分別進行篩選,通過每個參考節(jié)點對應的被保留的位置估計樣本得到該參考節(jié)點在下一次迭代時針對當前目標節(jié)點生成位置估計樣本時的隨機方向取值范圍;當前目標節(jié)點歸一化所有被保留的位置估計樣本的權重值之后,將所述被保留的位置估計樣本作為本次迭代得到的自身置信度,并計算出本次迭代中目標節(jié)點自身的估計位置;
步驟D:判斷當前目標節(jié)點的迭代過程是否滿足收斂或達到最大迭代次數(shù),若滿足,則終止迭代過程,且將最后一次迭代得到的估計位置作為該目標節(jié)點的最終估計位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的移動自組織網(wǎng)絡中高效協(xié)作定位方法,其特征在于,所述步驟A包括如下步驟:
步驟A1:若當前目標節(jié)點nt與網(wǎng)絡中某個節(jié)點nt′之間的距離dtt′不大于nt的最大通信距離R,則nt與nt′互為鄰近節(jié)點,其中,nt′表示第t′個節(jié)點,所述nt′包括:目標節(jié)點或錨節(jié)點;進而得到nt的鄰近節(jié)點集合Γt;
步驟A2:處于Γt中的錨節(jié)點或者已定位的目標節(jié)點即為nt在協(xié)作定位過程中所需要參考的參考節(jié)點,這些節(jié)點組成nt的參考節(jié)點集合
步驟A3:將中的每個參考節(jié)點針對nt生成位置估計樣本時的隨機方向取值范圍初始化為[0,2π],其中表示中參考節(jié)點的數(shù)目,與分別為第1次迭代時針對nt生成位置估計樣本時的隨機方向取值范圍的最小值與最大值;另外,將網(wǎng)絡中任一個節(jié)點ni的二維位置表示為xi=[xi,yi]T;
步驟A4:進入目標節(jié)點位置估計迭代過程,設定最大迭代次數(shù)為L。
3.根據(jù)權利要求1所述的移動自組織網(wǎng)絡中高效協(xié)作定位方法,其特征在于,所述步驟B包括如下步驟:
步驟B1:在第l次迭代中,當前目標節(jié)點nt的鄰近參考節(jié)點集合中每個參考節(jié)點根據(jù)當前目標節(jié)點nt與nt之間的距離測量值對nt的位置進行估計,并得到M個位置估計樣本其中:1≤l≤L;
式中,為隨機方向值,并服從均勻分布與分別為第l次迭代時針對nt生成位置估計樣本時的隨機方向取值范圍的最小值與最大值;表示的二維位置坐標,ri表示第ri個參考節(jié)點,下標i的取值范圍為下標t表示當前時刻,表示與nt之間的一個帶噪聲的距離測量值,即
其中,為與nt之間的實際距離,xt表示nt的二維位置坐標;為距離測量誤差,分布服從pv為測距誤差分布模型;
步驟B2:將產(chǎn)生的每個位置估計樣本對應的權重值初始化為1/M,并將對應的隨機方向值連同及所對應的權重值一起組合為權重樣本
步驟B3:將產(chǎn)生的所有權重樣本連同的位置作為信息發(fā)送給nt,其中j=1,...,M。
4.根據(jù)權利要求1所述的移動自組織網(wǎng)絡中高效協(xié)作定位方法,其特征在于,所述步驟C包括如下步驟:
步驟C1:當前目標節(jié)點nt對收到每一個權重樣本進行權重值更新計算
其中,為與參考節(jié)點之間的實際距離,且為nt與之間帶噪聲的距離測量值;為了評估與nt的實際位置xt之間的偏差,將假設為nt與之間的實際距離,并假設為nt的實際位置,則作為與nt之間的一個帶噪聲的距離測量值,即為的距離測量誤差值,進而體現(xiàn)了從的角度對與xt之間偏差程度的估計;
步驟C2:nt根據(jù)已更新的樣本權重值,將每個參考節(jié)點發(fā)送的樣本分別進行篩選:針對由參考節(jié)點產(chǎn)生的M個權重樣本,選擇出個具有最大權重值的樣本,其中為的向下取整值;
若則需要在某一個參考節(jié)點產(chǎn)生的樣本中額外保留出個樣本,記錄相應被保留的樣本中隨機方向值,得到這些隨機方向值對應的范圍Sθ=[θmin,θmax],并將在下一次迭代時針對nt生成位置估計樣本時的隨機方向取值范圍設為Sθ;
步驟C3:針對nt,將nt保留的M個位置估計樣本,即進行權重值歸一化處理,其中:k=1,...,M,表示第k個位置估計樣本的二維位置坐標,表示第k個位置估計樣本對應的隨機方向值,表示第k個位置估計樣本對應的權重值;歸一化公式如下:
步驟C4:針對目標節(jié)點nt,對目標節(jié)點nt自身的置信度進行更新計算,并計算在當前迭代中的估計位置計算公式如下:
式中:表示第l次迭代中得到的對nt的估計位置。
5.根據(jù)權利要求1所述的移動自組織網(wǎng)絡中高效協(xié)作定位方法,其特征在于,所述步驟D包括如下步驟:
步驟D1:若1<l<L,判斷當前目標節(jié)點nt在連續(xù)兩次迭代中的位置估計變化情況是否滿足迭代終止條件
其中,ε為預設的迭代終止閾值,表示第l-1次迭代中得到的對nt的估計位置;若在第l次迭代中,nt的估計位置滿足了迭代終止條件,則迭代過程停止,即為nt的最終估計位置,成為已定位的目標節(jié)點,進入步驟D2繼續(xù)執(zhí)行;若l等于L,即達到了最大迭代次數(shù),則終止迭代過程,并將第l次迭代中nt的估計位置作為其最終估計位置,流程結束;
步驟D2:設定l自增1,返回步驟B繼續(xù)執(zhí)行。