基于无线自组网的节点定位方法及装置、电子设备、介质转让专利

申请号 : CN201910532216.5

文献号 : CN110225451B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 史宝玉

申请人 : 京东方科技集团股份有限公司

摘要 :

本发明公开了一种基于无线自组网的节点定位方法,包括:进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果;根据所述第一定位结果,以及所述无线自组网中其他节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差;其中,所述第二定位结果包括准确定位的第二定位结果和存在定位误差的第二定位结果;若所述第一定位结果存在定位误差,则根据所述准确定位的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果。本发明还公开了一种基于无线自组网的节点定位装置、电子设备和存储介质。

权利要求 :

1.一种基于无线自组网的节点定位方法,其特征在于,包括:进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果;

根据所述第一定位结果,以及所述无线自组网中其他节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差;其中,所述第二定位结果包括准确定位的第二定位结果和存在定位误差的第二定位结果;

若所述第一定位结果存在定位误差,则根据所述准确定位的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果;

其中,根据所述准确定位的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果,具体包括:测量第一距离,所述第一距离为所述目标节点与所述无线自组网中其他节点间的点到点距离;

接收其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;其中,所述锚节点为所述准确定位的第二定位结果对应的节点;

根据所述第一距离以及所述其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离,得到所述目标节点与所述锚节点的第二距离;其中,所述第二距离为所述目标节点与所述锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;

根据至少两个所述第二距离,结合所述锚节点的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据至少两个所述第二距离,结合所述锚节点的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果,包括:将所述第二距离近似为与其对应的所述目标节点与锚节点之间的欧式距离,用以计算得到所述目标节点的第三定位结果。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,计算得到所述第三定位结果,包括:利用三边测量法或最大似然法计算得到所述第三定位结果。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,测量第一距离,包括:利用接收信号的强度指示方法测量所述第一距离。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:

利用距离矢量路由方法传播所述累计跳段距离。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一定位结果,以及所述无线自组网中其他节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差,包括:以第一发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第一节点;

以第二发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第二节点;所述第二发射功率与第一发射功率的通信范围不同;

根据所述第一发射功率的通信范围以及所述第二发射功率的通信范围,确定所述目标节点与所述第一节点的第三距离以及所述目标节点与所述第二节点之间的第四距离;

根据所述第三距离和第四距离,结合所述第一定位结果以及所述第一节点和第二节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果,包括:利用GPS定位方法进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果。

8.一种基于无线自组网的节点定位装置,其特征在于,包括:初始定位模块,用于进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果;

定位误差确定模块,用于根据所述第一定位结果,以及所述无线自组网中其他节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差;其中,所述第二定位结果包括准确定位的第二定位结果和存在定位误差的第二定位结果;

定位误差校正模块,若所述第一定位结果存在定位误差,用于根据所述准确定位的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果;

其中,所述定位误差校正模块,用于:

测量第一距离,所述第一距离为所述目标节点与所述无线自组网中其他节点间的点到点距离;

接收其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;其中,所述锚节点为所述准确定位的第二定位结果对应的节点;

根据所述第一距离以及所述其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离,得到所述目标节点与所述锚节点的第二距离;其中,所述第二距离为所述目标节点与所述锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;

根据至少两个所述第二距离,结合所述锚节点的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果。

9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述定位误差确定模块,用于:以第一发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第一节点;

以第二发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第二节点;所述第二发射功率与第一发射功率的通信范围不同;

根据所述第一发射功率的通信范围以及所述第二发射功率的通信范围,确定所述目标节点与所述第一节点的第三距离以及所述目标节点与所述第二节点之间的第四距离;

根据所述第三距离和第四距离,结合所述第一定位结果以及所述第一节点和第二节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差。

10.一种电子设备,其特征在于,包括:

至少一个处理器;以及,

与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

11.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,其中,所述计算机程序在由处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。

说明书 :

基于无线自组网的节点定位方法及装置、电子设备、介质

技术领域

[0001] 本发明涉及数据处理技术领域,特别是指一种基于无线自组网的节点定位方法及装置、电子设备、介质。

背景技术

[0002] GPS全球定位系统是一种高精度导航定位系统,但其抗干扰能力有限。从图1可以看出,由于干扰的存在,GPS定位的节点定位结果误差不同,部分严重受干扰的节点误差过大。

发明内容

[0003] 有鉴于此,本发明实施例的目的在于提出一种基于无线自组网的节点定位方法及装置、电子设备、介质,能够在一定程度上解决节点定位不准的问题。
[0004] 基于上述目的,本发明实施例的第一个方面,提供了一种基于无线自组网的节点定位方法,包括:
[0005] 进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果;
[0006] 根据所述第一定位结果,以及所述无线自组网中其他节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差;其中,所述第二定位结果包括准确定位的第二定位结果和存在定位误差的第二定位结果;
[0007] 若所述第一定位结果存在定位误差,则根据所述准确定位的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果。
[0008] 可选地,结合所述准确定位的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果,包括:
[0009] 测量第一距离,所述第一距离为所述目标节点与所述无线自组网中其他节点间的点到点距离;
[0010] 接收其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;其中,所述锚节点为所述准确定位的第二定位结果对应的节点;
[0011] 根据所述第一距离以及所述其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离,得到所述目标节点与所述锚节点的第二距离;其中,所述第二距离为所述目标节点与所述锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;
[0012] 根据至少两个所述第二距离,结合所述锚节点的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果。
[0013] 可选地,根据至少两个所述第二距离,结合所述锚节点的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果,包括:
[0014] 将所述第二距离近似为与其对应的所述目标节点与锚节点之间的欧式距离,用以计算得到所述目标节点的第三定位结果。
[0015] 可选地,计算得到所述第三定位结果,包括:利用三边测量法或最大似然法计算得到所述第三定位结果。
[0016] 可选地,测量第一距离,包括:利用接收信号的强度指示方法测量所述第一距离。
[0017] 可选地,所述基于无线自组网的节点定位方法,还包括:
[0018] 利用距离矢量路由方法传播所述累计跳段距离。
[0019] 可选地,根据所述第一定位结果,以及所述无线自组网中其他节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差,包括:
[0020] 以第一发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第一节点;
[0021] 以第二发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第二节点;所述第二发射功率与第一发射功率的通信范围不同;
[0022] 根据所述第一发射功率的通信范围以及所述第二发射功率的通信范围,确定所述目标节点与所述第一节点的第三距离以及所述目标节点与所述第二节点之间的第四距离;
[0023] 根据所述第三距离和第四距离,结合所述第一定位结果以及所述第一节点和第二节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差。
[0024] 可选地,进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果,包括:
[0025] 利用GPS定位方法进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果。
[0026] 本发明实施例的第二个方面,提供了一种基于无线自组网的节点定位装置,包括:
[0027] 初始定位模块,用于进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果;
[0028] 定位误差确定模块,用于根据所述第一定位结果,以及所述无线自组网中其他节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差;其中,所述第二定位结果包括准确定位的第二定位结果和存在定位误差的第二定位结果;
[0029] 定位误差校正模块,若所述第一定位结果存在定位误差,用于根据所述准确定位的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果。
[0030] 可选地,所述定位误差校正模块,用于:
[0031] 测量第一距离,所述第一距离为所述目标节点与所述无线自组网中其他节点间的点到点距离;
[0032] 接收其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;其中,所述锚节点为所述准确定位的第二定位结果对应的节点;
[0033] 根据所述第一距离以及所述其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离,得到所述目标节点与所述锚节点的第二距离;其中,所述第二距离为所述目标节点与所述锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;
[0034] 根据至少两个所述第二距离,结合所述锚节点的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果。
[0035] 可选地,所述定位误差确定模块,用于:
[0036] 以第一发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第一节点;
[0037] 以第二发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第二节点;所述第二发射功率与第一发射功率的通信范围不同;
[0038] 根据所述第一发射功率的通信范围以及所述第二发射功率的通信范围,确定所述目标节点与所述第一节点的第三距离以及所述目标节点与所述第二节点之间的第四距离;
[0039] 根据所述第三距离和第四距离,结合所述第一定位结果以及所述第一节点和第二节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差。
[0040] 本发明实施例的第三个方面,提供了一种电子设备,包括:
[0041] 至少一个处理器;以及,
[0042] 与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
[0043] 所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行所述的方法。
[0044] 本发明实施例的第四个方面,提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,其中,所述计算机程序在由处理器执行时实现所述的方法的步骤。
[0045] 从上面所述可以看出,本发明实施例提供的基于无线自组网的节点定位方法及装置、电子设备、介质,根据各节点的初始定位结果确定第一定位结果是否存在误差,当存在误差时利用无线自组网特性和准确定位的第二定位结果校正定位结果,从而得到定位准确的第三定位结果;通过利用无线自组网特性进行定位校正,能够在一定程度上解决节点的初始定位不准问题,从而提升定位精度。

附图说明

[0046] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例,而非对本发明的限制。
[0047] 图1为GPS定位示意图;
[0048] 图2为本发明实施例提供的基于无线自组网的节点定位方法的流程示意图;
[0049] 图3A为本发明实施例中确定所述第一定位结果是否存在定位误差的流程示意图;
[0050] 图3B为本发明实施例中确定所述第一定位结果是否存在定位误差时的节点关系示意图;
[0051] 图4A为本发明实施例中根据所述准确定位的第二定位结果计算得到所述目标节点的第三定位结果的流程示意图;
[0052] 图4B为本发明实施例的无线自组网中节点间位置关系示意图;
[0053] 图4C为本发明实施例的无线自组网中数据在节点间传递的过程示意图;
[0054] 图5为本发明实施例提供的基于无线自组网的节点定位装置的模块结果示意图;
[0055] 图6为本发明实施例提供的实施基于无线自组网的节点定位方法的装置的结构示意图。

具体实施方式

[0056] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0057] 除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0058] 本发明实施例的第一个方面,提出了一种基于无线自组网的节点定位方法,能够在一定程度上解决节点定位不准的问题。
[0059] 如图2所示,所述基于无线自组网的节点定位方法,可选地,应用于待定位的目标节点,所述方法可包括以下步骤:
[0060] 步骤11:进行初始定位,得到所述目标节点的第一定位结果。
[0061] 可选地,所述初始定位可以是所述目标节点本身所具备的定位模块能够实现的,例如设置在目标节点中的GPS定位模块。
[0062] 具体地,例如,所述无线自组网中的节点均可利用自身的定位模块实现初始定位,并且,这些初始定位结果能够在所述无线自组网内的所有节点间进行传播和交换。
[0063] 本实施例中,为了区分目标节点的初始定位结果与无线自组网中其他节点的初始定位结果,所述目标节点的初始定位结果为第一定位结果,所述无线自组网中其他节点的初始定位结果为第二定位结果。所述目标节点可以从其他节点处接收其他节点的初始定位结果(第二定位结果)。
[0064] 可选地,进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果,包括:
[0065] 利用GPS定位方法进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果。
[0066] 当然,除了GPS定位方法实现初始定位外,本领域技术人员也可以采用其他常用定位方法实现初始定位,在此不再进行赘述。
[0067] 步骤12:根据所述第一定位结果,以及所述无线自组网中其他节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差;其中,所述第二定位结果包括准确定位的第二定位结果和存在定位误差的第二定位结果。
[0068] 由于外部干扰导致节点的初始定位结果(例如所述第一定位结果)的精度可能存在不准,而对于初始定位结果本身,我们无法单独判断其是否存在误差。因此,需要利用所述无线自组网中各个节点之间的相互协调来实现初始定位误差的识别。
[0069] 无线自组网具有很强的抗毁能力,即使部分节点被干扰,甚至被消灭,网络都可以正常运行。无线自组网同时是一个协作网络,网络中的节点可以通过通信相互协作。因此,可以通过无线自组网来实现GPS定位的干扰修正,从而提升定位精度。
[0070] 可选地,如图3A所示,根据所述第一定位结果,以及所述无线自组网中其他节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差,还可包括以下步骤:
[0071] 步骤121:以第一发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第一节点。
[0072] 步骤122:以第二发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第二节点;所述第二发射功率与第一发射功率的通信范围不同。
[0073] 步骤123:根据所述第一发射功率的通信范围以及所述第二发射功率的通信范围,确定所述目标节点与所述第一节点的第三距离以及所述目标节点与所述第二节点之间的第四距离。
[0074] 步骤124:根据所述第三距离和第四距离,结合所述第一定位结果以及所述第一节点和第二节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差。
[0075] 例如,如图3B所示,假设所述第一发射功率小于所述第二发射功率,则当目标节点A以第一发射功率发射无线信号时,由于在第一发射功率下的通信范围更小,因此仅有节点B能与目标节点A进行通信,此时,节点B被记录为第一节点。而当目标节点A以第二发射功率发射无线信号时,由于在第二发射功率下的通信范围更大,则节点B和节点C均能与目标节点A进行通信,此时,节点C被记录为第二节点。因为节点C仅在通信范围更大时能够与目标节点A进行通信,因此可知节点C与目标节点A的距离相对于节点B更远,且节点C与目标节点A的第四距离和节点B与目标节点A的第三距离之间的差值在一定范围内(例如,第一发射功率和第二发射功率的发射半径之差)。接着,根据目标节点A的初始定位位置A’以及节点B和节点C的初始定位结果(例如第二定位结果),计算初始定位位置A’与节点B和节点C的距离,若初始定位位置A’与节点B之间的距离大于与节点C之间的距离,或者,虽然初始定位位置A’与节点B之间的距离小于与节点C之间的距离,但距离差值超出了某一范围(例如,第一发射功率和第二发射功率的发射半径之差),则说明初始定位位置A’可能出现较大误差,需要进行校正。
[0076] 本实施例通过不同通信范围的发射功率分别进行通信,从而确定目标节点与第一节点和第二节点的距离,再根据各节点的初始定位结果,从而判断目标节点的第一定位结果是否准确。
[0077] 需要说明的是,本实施例要求参考节点B、C都有较高的初始定位精度,但初始定位精度一般不能保证绝对准确。当初始定位结果是GPS定位结果时,考虑到GPS干扰具有一定区域性,因此本实施例可以选用多个参考点共同判定目标节点的定位误差,即采用多点联合误差判定方案,以避免单一参考节点定位数据不准的问题。
[0078] 步骤13:若所述第一定位结果存在定位误差,则根据所述准确定位的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果,这里,计算得到的第三定位结果即为所述目标节点的准确定位结果。
[0079] 可选地,如图4A所示,根据所述准确定位的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果,还可包括以下步骤:
[0080] 步骤131:测量第一距离。
[0081] 例如,所述无线自组网中的所有节点都分别各自计算了自己与网络中其他节点的点到点距离。这里,所述第一距离为所述目标节点与所述无线自组网中其他节点间的点到点距离。
[0082] 可选地,测量第一距离,包括:利用接收信号的强度指示方法(RSSI)测量所述第一距离。
[0083] 步骤132:接收其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;其中,所述锚节点为所述准确定位的第二定位结果对应的节点。可选地,所述锚节点可以是通过前述步骤12的方法确定下来的。例如,所述无线自组网中的每个节点均可通过前述步骤12的方法判断自己的初始定位结果是否准确,当某些节点判断自己的初始定位结果准确时,则在所述无线自组网中广播其初始定位结果准确的信息,其他节点在接收到该信息后,则可将初始定位结果准确的节点作为锚节点,并将所述锚节点的相关信息用于对自己的初始定位结果的校正。如图4B所示,节点N2、N3为锚节点,其在网络中所占比例很小。除了锚节点外,其他节点就是未知节点,如节点U1、U2、N1等,其初始定位结果需要再进行校正。
[0084] 可选地,所述基于无线自组网的节点定位方法还包括:利用距离矢量路由方法传播所述累计跳段距离。所述距离矢量路由方法介绍如下。
[0085] 例如,所述锚节点向无线自组网网络中周期性地广播包含跳段和累计跳段距离(均初始化为0)的自身位置信标。这里所述跳段为节点间的点到点距离,除了前述步骤131中的第一距离外,所述无线自组网中其他节点也会相应计算各自与其他节点的点到点距离,用于在传播累积跳段距离时进行累加。
[0086] 收到信标的节点只记录其本身到相应锚节点且从最小跳数路径上传递过来的信息,并累加该最小跳数路径上的所有跳段距离,然后该节点将跳数加1并转发信标。
[0087] 最后,无线自组网网络中所有节点都能得到其自身到相应锚节点的最短路径累计跳段距离。
[0088] 如图4C所示,锚节点A1、A2、A3、A4都会利用无线自组网网络把包括自身信息的信息包发送给未知节点U,未知节点U和锚节点A1之间的通信会经过另外一个未知节点T。当锚节点A1把信息包传给这个中间节点T时,节点T就会知道它到锚节点A1的距离,当它把A1的信息包转发给未知节点U时会把它到锚节点A1的距离累加在累计跳段距离变量上。因此当未知节点U接收到这个转发来的包以后,利用自己到中间节点T的距离累加在刚才的累计跳段距离变量上,就可以获得U到A1之间的距离了。
[0089] 例如,图4C中A1到U的累计跳段距离为2+3=5。其他的锚节点A2、A3、A4到未知节点的累计跳段距离也同理可得:2、2+3、2+2+2。其中,用于累加的数字分别为相应节点间的跳段距离。
[0090] 步骤133:根据所述第一距离以及所述其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离,得到所述目标节点与所述锚节点的第二距离;其中,所述第二距离为所述目标节点与所述锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离。
[0091] 在前述步骤132中,目标节点接收到了其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离,然后再将该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离加上目标节点与该其他节点的点到点距离,就能得到目标节点经过该其他节点接收到的累计跳段距离。然后,把这些累计跳段距离中具有最小跳数路径的累计跳段距离,作为目标节点与对应的锚节点之间的最小跳数路径的累计跳段距离,进而作为所述目标节点与所述锚节点的第二距离用于计算第三定位结果。
[0092] 可选地,所述第二距离近似为与其对应的所述目标节点与锚节点之间的欧式距离。
[0093] 例如,如图4C所示,未知节点U与锚节点A1、A2、A3、A4的近似欧氏距离分别表示为:D(U,1)为2+3,即锚节点A1到中间节点T的跳段距离加上中间节点T到目标节点U的跳段距离;D(U,2)为2,即锚节点A2到目标节点U的跳段距离;D(U,3)为3+2,即锚节点A3到中间节点P的跳段距离加上中间节点P到目标节点U的跳段距离;D(U,4)为2+2+2,即锚节点A4到中间节点O的跳段距离加上中间节点O到中间节点Q的跳段距离再加上中间节点Q到目标节点U的跳段距离。接着,就可以建立方程组求解未知节点U的位置了。
[0094] 如此一来,可选地,根据至少两个所述第二距离,结合所述锚节点的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果,则可包括:
[0095] 将所述第二距离近似为与其对应的所述目标节点与锚节点之间的欧式距离,用以计算得到所述目标节点的第三定位结果。
[0096] 步骤134:根据至少两个所述第二距离,结合所述锚节点的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果。
[0097] 可选地,计算得到所述第三定位结果,包括:利用三边测量法或最大似然法计算得到所述第三定位结果。
[0098] 具体地,例如,假设锚节点的坐标分别为:A1(a1,b1)、A2(a2,b2)、A3(a3,b3)、A4(a4,b4);求解U(x,y),其中:
[0099] (x-a1)2+(y-b1)2=52
[0100] (x-a2)2+(y-b2)2=22
[0101] (x-a3)2+(y-b3)2=52
[0102] (x-a4)2+(y-b4)2=62
[0103] 这样,就能求解出x,y,进而得出目标节点的第三定位结果。
[0104] 可以看出,当知道两个与锚节点之间的最小跳数路径的累积跳段距离时即可求得目标节点的坐标,而当知道多于两个最小跳数路径的累积跳段距离时,计算得到的x、y值则可进行一些校准处理,例如取平均值等等,具体的方法可以根据需要进行设计,在此不再赘述。
[0105] 本实施例通过测量第一距离,并据此接收得到与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离,在根据所述最小跳数路径的累计跳段距离得到所述目标节点与所述锚节点的第二距离,并结合锚节点的第二定位结果最后计算得到所述目标节点的第三定位结果,从而利用无线自组网和定位准确的锚节点实现了目标节点的定位结果的重新计算,提升了定位精度。
[0106] 该实施例利用自组网多跳通信的优势和抗打击能力来提高所有定位节点的生存能力,利用节点之间的协作来提高定位节点的定位精度。因此结合自组网的优势提升了定位方式的抗干扰能力。
[0107] 可选地,所述基于无线自组网的节点定位方法还可包括步骤14:若所述第一定位结果的定位准确,则将所述第一定位结果作为所述目标节点的定位结果即可,并可结束定位流程。
[0108] 从上述实施例可以看出,本发明实施例提供的基于无线自组网的节点定位方法,根据各节点的初始定位结果确定第一定位结果是否存在误差,当存在误差时利用无线自组网特性和准确定位的第二定位结果校正定位结果,从而得到定位准确的第三定位结果;通过利用无线自组网特性进行定位校正,能够在一定程度上解决节点的初始定位不准问题,从而提升定位精度。
[0109] 本发明实施例的第二个方面,提出了一种基于无线自组网的节点定位装置,能够在一定程度上解决节点定位不准的问题。
[0110] 如图5所示,所述基于无线自组网的节点定位装置,包括:
[0111] 初始定位模块21,用于进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果;
[0112] 定位误差确定模块22,用于根据所述第一定位结果,以及所述无线自组网中其他节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差;其中,所述第二定位结果包括准确定位的第二定位结果和存在定位误差的第二定位结果;
[0113] 定位误差校正模块23,若所述第一定位结果存在定位误差,用于根据所述准确定位的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果。
[0114] 从上述实施例可以看出,本发明实施例提供的基于无线自组网的节点定位装置,根据各节点的初始定位结果确定第一定位结果是否存在误差,当存在误差时利用无线自组网特性和准确定位的第二定位结果校正定位结果,从而得到定位准确的第三定位结果;通过利用无线自组网特性进行定位校正,能够在一定程度上解决节点的初始定位不准问题,从而提升定位精度。
[0115] 可选地,所述定位误差校正模块23,用于:
[0116] 测量第一距离,所述第一距离为所述目标节点与所述无线自组网中其他节点间的点到点距离;
[0117] 接收与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;其中,所述锚节点为所述准确定位的第二定位结果对应的节点;
[0118] 根据所述第一距离以及所述其他节点传输的该其他节点与锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离,得到所述目标节点与所述锚节点的第二距离;其中,所述第二距离为所述目标节点与所述锚节点的最小跳数路径的累计跳段距离;
[0119] 根据至少两个所述第二距离,结合所述锚节点的第二定位结果,计算得到所述目标节点的第三定位结果。
[0120] 可选地,所述定位误差校正模块23,用于利用接收信号的强度指示方法测量所述第一距离。
[0121] 可选地,所述定位误差校正模块23,用于利用距离矢量路由方法传播所述累计跳段距离。
[0122] 可选地,所述第二距离为所述目标节点与所述锚节点的欧式距离。
[0123] 可选地,所述定位误差校正模块23,用于利用三边测量法或最大似然法计算得到所述第三定位结果。
[0124] 可选地,所述定位误差确定模块22,用于:
[0125] 以第一发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第一节点;
[0126] 以第二发射功率发射无线信号,确定能够进行通信的第二节点;所述第二发射功率与第一发射功率的通信范围不同;
[0127] 根据所述第一发射功率的通信范围以及所述第二发射功率的通信范围,确定所述目标节点与所述第一节点的第三距离以及所述目标节点与所述第二节点之间的第四距离;
[0128] 根据所述第三距离和第四距离,结合所述第一定位结果以及所述第一节点和第二节点的第二定位结果,确定所述第一定位结果是否存在定位误差。
[0129] 可选地,所述初始定位模块21,用于利用GPS定位方法进行初始定位,得到目标节点的第一定位结果。
[0130] 上述基于无线自组网的节点定位装置的各实施例与前述的基于无线自组网的节点定位方法的各实施例呈基本对应关系,在这里不再赘述基于无线自组网的节点定位装置各实施例的技术效果。
[0131] 基于上述目的,本发明实施例的第三个方面,提出了一种执行所述基于无线自组网的节点定位方法的装置的一个实施例。如图6所示,为本发明提供的执行所述基于无线自组网的节点定位方法的装置的一个实施例的硬件结构示意图。
[0132] 如图6所示,所述装置包括:
[0133] 一个或多个处理器31以及存储器32,图6中以一个处理器31为例。
[0134] 所述执行所述基于无线自组网的节点定位方法的装置还可以包括:输入装置33和输出装置34。
[0135] 处理器31、存储器32、输入装置33和输出装置34可以通过总线或者其他方式连接,图6中以通过总线连接为例。
[0136] 存储器32作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块,如本申请实施例中的所述基于无线自组网的节点定位方法对应的程序指令/模块(例如,附图5所示的初始定位模块21、定位误差确定模块22和定位误差校正模块23)。处理器31通过运行存储在存储器32中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例的基于无线自组网的节点定位方法。
[0137] 存储器32可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储根据基于无线自组网的节点定位装置的使用所创建的数据等。此外,存储器32可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,存储器32可选包括相对于处理器31远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至会员用户行为监控装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0138] 输入装置33可接收输入的数字或字符信息,以及产生与基于无线自组网的节点定位装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置34可包括显示屏等显示设备。
[0139] 所述一个或者多个模块存储在所述存储器32中,当被所述一个或者多个处理器31执行时,执行上述任意方法实施例中的基于无线自组网的节点定位方法。所述执行所述基于无线自组网的节点定位方法的装置的实施例,其技术效果与前述任意方法实施例相同或者类似。
[0140] 本申请实施例提供了一种非暂态计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的列表项操作的处理方法。所述非暂态计算机存储介质的实施例,其技术效果与前述任意方法实施例相同或者类似。
[0141] 最后需要说明的是,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。所述计算机程序的实施例,其技术效果与前述任意方法实施例相同或者类似。
[0142] 此外,典型地,本公开所述的装置、设备等可为各种电子终端设备,例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等,也可以是大型终端设备,如服务器等,因此本公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本公开所述的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。
[0143] 此外,根据本公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序,该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时,执行本公开的方法中限定的上述功能。
[0144] 此外,上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
[0145] 此外,应该明白的是,本文所述的计算机可读存储介质(例如,存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器,或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的,非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM),该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的,RAM可以以多种形式获得,比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)以及直接RambusRAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
[0146] 本领域技术人员还将明白的是,结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性,已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能,但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本公开的范围。
[0147] 结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行:通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器,但是可替换地,处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合,例如,DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。
[0148] 结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器,使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中,所述存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中,处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
[0149] 在一个或多个示例性设计中,所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现,则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质,该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的,该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备,或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外,任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如,如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件,则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外先、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的,磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘,其中磁盘通常磁性地再现数据,而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
[0150] 公开的示例性实施例,但是应当注公开的示例性实施例,但是应当注意,在不背离权利要求限定的本公开的范围的前提下,可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外,尽管本公开的元素可以以个体形式描述或要求,但是也可以设想多个,除非明确限制为单数。
[0151] 应当理解的是,在本文中使用的,除非上下文清楚地支持例外情况,单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是,在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
[0152] 上述本公开实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
[0153] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
[0154] 所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明实施例的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明实施例的保护范围之内。