基于区间可信评估的道路沿线节点定位方法技术

本发明专利技术提出基于区间可信评估的道路沿线节点定位方法，包括步骤：道路沿线节点对参数和变量进行初始化，根据自身的通信半径R以及道路情况，将相邻道路划分成N个区间，并为每个区间建立一个能量衰减列表P；道路沿线节点根据接收到的车辆发布信息和信号，进行区间能量衰减统计；对每个区间的能量衰减列表进行统计，得到区间的可信值；选取可信区间进行定位；根据区间的可信值重新调整。本发明专利技术通过划分通信区域，对大量车辆位置信息和接收信号进行统计和分析，选取可信度较高的车辆坐标区间和区间信号传播衰减进行定位计算，估计节点的位置坐标，对于复杂环境下的车辆自组织网络的定位以及安全等方面的应用开发有着重大的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于车辆自组网
，具体涉及复杂移动环境下车辆自组织网络中道路沿线节点定位方法。
技术介绍
车辆自组网作为移动自组织网络在智能交通系统中的具体应用，是一种特殊的自组网形式，具有结构开放和灵活等特点，其巨大的应用潜力受到学术界和产业界的重视，而基于位置的服务是车载自组织网络中重要的应用基础。道路沿线的节点由于成本问题，一般都缺乏定位装置。这类节点安装后，无法获得自身的位置信息，必须根据其他设备发布的信息进行分析和计算才能估算出当前的位置。而车载自组网的节点一般配备有精确的定位系统，比如GPS等等，能够支持各种基于位置的应用服务，例如辅助驾驶、交通信息发布、车辆间通信和接入等服务，因此车辆可以广播自身的位置信息给道路沿线的节点，协同道路沿线节点的定位。当道路沿线的节点获得足够的车辆发布的位置信息后，可以根据车辆坐标和接收到的信号强度进行位置估计。但是，在车辆自组网中存在多种复杂的因素，使得道路沿线的节点的精确定位非常困难：首先，通信环境非常复杂，存在各种反射、多径、衰落和多普勒效应，这些信道因素会使信号接收强度发生各种变化，从而影响了大多数定位方法中的测距准确性；其次，道路沿线的阻碍物体会影响道路节点接收车辆发布的信息，使得接收到的位置信息有限，无法满足定位方法对信标数量的要求；最后，车辆自组织网络与现有的网络类似，存在女巫、虫洞和重放等各种攻击，攻击的存在会使得道路沿线节点接收到错误的位置信息，导致位置估计值远远偏离实际值。多种因素综合在一起，使道路沿线节点的定位变得非常的复杂。虽然在无线传感器网络中有大量的定位方法研究，但是由于移动环境的信道变化，已有的测距定位方法变得难以适用，而非测距方法需要复杂的路由和固定的信标节点，较少讨论利用车辆的位置信息来完成定位。另外，目前的研究对于车辆自组网中大量的不同车辆的时变位置信息的考虑较少，而这些复杂的数据都可以更好的用于节点的定位。
技术实现思路
为了解决现有技术中移动环境下车辆定位不精确的技术问题，本专利技术提出基于区间可信评估的道路沿线节点定位方法，用于车辆自组织网络中协助道路沿线节点进行定位，通过划
分通信区域，对大量的车辆位置信息和接收信号进行统计和分析，选取可信度较高的车辆坐标区间和区间信号传播衰减进行定位计算，估计节点的位置坐标，对于复杂环境下的车辆自组织网络的定位以及安全等方面的应用开发有着重大的意义。本专利技术采用如下技术方案来实现：基于区间可信评估的道路沿线节点定位方法，应用于车辆自组织网络，包括以下步骤：步骤1：道路沿线节点对参数和变量进行初始化，根据自身的通信半径R以及道路情况，将相邻道路划分成N个区间，并为每个区间建立一个能量衰减列表P，能量衰减列表P包括能量衰减等级和记录次数；步骤2：道路沿线节点根据接收到的车辆发布信息和信号，进行区间能量衰减统计；步骤3：对每个区间的能量衰减列表进行统计，得到区间的可信值；步骤4：选取可信区间进行定位；步骤5：根据区间的可信值重新调整。优选地，步骤2所述的区间能量衰减统计如下：节点根据道路上车辆发布的信息，获得车辆发布信息的坐标，根据坐标信息确定区间；节点将车辆发布信息中的发射功率和实际接收到该信息的功率相减，计算能量衰减值，根据能量衰减值查询能量衰减列表P获得能量衰减等级，将该区间的能量衰减列表中的衰减等级的记录次数加1；判断衰减等级的记录次数的累加值是否达到累加最大值，如果是，则执行步骤3，否则，继续接收车辆发布的信息。优选地，所述步骤3对每个区间的能量衰减列表进行统计如下：根据能量衰减列表中的每个等级记录次数获得每个区间车辆发射信息的总次数，以及记录次数最多的衰减能量等级，将每个区间的衰减能量等级记录次数最大值除以记录总次数，其值作为该区间的可信值。优选地，所述步骤4选取可信区间进行定位，包括以下步骤：步骤41：选出所有区间中可信值最大的区间nmax；步骤42：设定位算法需要用B个位置坐标进行定位，将N个区间分成B个区域，将N除以B，得到商为J，余数为K，第一个区域b1包含最大可信值区间，执行步骤43，使第一个区域包含了总共J+K个区间；步骤43：划分第一个区域：如果最大可信值区间与第一个或最后一个区间相距L个区间，当L≤(J+K-1)/2时，nmax临近第一个或最后一个区间的L个区间，以及另外一边的J+K-1-L个区间作为第一个区域b1；否则，当J+K-1为偶数时，nmax相邻的两边各取(J+K-1)/2个区间，作为第一个区域b1；当J+K-1为奇数时，可任意一边取(J+K)/2个区间，另外一边取(J+K-2)/2个区间，作为第一个区域b1，完成后执行步骤44；步骤44：划分其余的B-1个区域：将剩余的N-(J+K)个区间，按照等分的方法分成B-1个区域，每个区域包含J个区间；步骤45：从每个区域中选取可信值最大的区间，选取该区间的中值作为可信坐标，并从每个区间最大的区间的能量衰减列表中选取记录次数最多的衰减等级，查询能量衰减列表获得能量衰减范围，取中值作为该坐标到节点的能量衰减值，按照无线信号在空间传播的模型计算该坐标到节点的可信距离；步骤46：根据定位方法，利用多个区间的可信坐标和可信距离估计节点位置坐标。优选地，所述步骤5根据区间的可信值重新调整，步骤如下：步骤51：判断区域中可信值最大的区间的大小是否小于精度要求，如果满足，则该区域所在的区间不进行区间调整，否则，执行步骤52；步骤52：将区域中可信值最大的区间拆分成等份的两个区间；步骤53：将区域中可信值最小的区间与相邻同区域可信值最小的区间合并；步骤54：对拆分和合并后的区间重新按照顺序编号；步骤55：将新区间的能量衰减列表中的记录次数清零，如果遍历完全部区域，则执行步骤2，否则，则执行步骤51，调整下一个区域。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术采用了统计多辆车发射的信息的方法对道路的各个区间进行可信分析，克服了仅用一辆车的信息进行定位而容易被环境干扰和恶意破坏的缺点，提高了定位的鲁棒性。2、本专利技术方法对于车辆自组网中恶意车辆发出的信息也进行记录，但是当恶意车辆数量少于正常车辆时，对通过统计获得的可信值影响不大；因此，本专利技术方法可以较好的抵御恶意车辆进行的攻击。3、本专利技术方法中区间的大小可以调整，从而在一定误差允许范围内能较好的逼近节点的实际坐标，满足节点位置估计的精度要求。4、本专利技术方法对统计次数较少的区间可以合并，从而可以较好的利用非屏蔽区间的信息进行定位，避免障碍物对定位的影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术基于区间可信评估的道路沿线节点定位方法的流程图；图2为节点对通信范围内的道路进行区间划分的示意图及能量衰减列表；图3为选取可信值最大的多个区间方法的流程图；图4为区间调整方法流程图。具体实施方式为了更加清楚地描述本专利技术，以下结合具体的实施例和附图，对本专利技术技术方案进行清楚、完整的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于区间可信评估的道路沿线节点定位方法，应用于车辆自组织网络，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：道路沿线节点对参数和变量进行初始化，根据自身的通信半径R以及道路情况，将相邻道路划分成N个区间，并为每个区间建立一个能量衰减列表P，能量衰减列表P包括能量衰减等级和记录次数；步骤2：道路沿线节点根据接收到的车辆发布信息和信号，进行区间能量衰减统计；步骤3：对每个区间的能量衰减列表进行统计，得到区间的可信值；步骤4：选取可信区间进行定位；步骤5：根据区间的可信值重新调整。

【技术特征摘要】
1.基于区间可信评估的道路沿线节点定位方法，应用于车辆自组织网络，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：道路沿线节点对参数和变量进行初始化，根据自身的通信半径R以及道路情况，将相邻道路划分成N个区间，并为每个区间建立一个能量衰减列表P，能量衰减列表P包括能量衰减等级和记录次数；步骤2：道路沿线节点根据接收到的车辆发布信息和信号，进行区间能量衰减统计；步骤3：对每个区间的能量衰减列表进行统计，得到区间的可信值；步骤4：选取可信区间进行定位；步骤5：根据区间的可信值重新调整。2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，步骤2所述的区间能量衰减统计如下：节点根据道路上车辆发布的信息，获得车辆发布信息的坐标，根据坐标信息确定区间；节点将车辆发布信息中的发射功率和实际接收到该信息的功率相减，计算能量衰减值，根据能量衰减值查询能量衰减列表P获得能量衰减等级，将该区间的能量衰减列表中的衰减等级的记录次数加1；判断衰减等级的记录次数的累加值是否达到累加最大值，如果是，则执行步骤3，否则，继续接收车辆发布的信息。3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述步骤3对每个区间的能量衰减列表进行统计如下：根据能量衰减列表中的每个等级记录次数获得每个区间车辆发射信息的总次数，以及记录次数最多的衰减能量等级，将每个区间的衰减能量等级记录次数最大值除以记录总次数，其值作为该区间的可信值。4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述步骤4选取可信区间进行定位，包括以下步骤：步骤41：选出所有区间中可信值最大的区间nmax；步骤42：设定位算法需要用B个位置坐标进行定位，将N个区间分成B个区域，将N除以B，得到商为J，余数为K，第一个区域b1包含最大可信值区间，执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘震宇，李嘉俊，刘洋，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44