一种定位方法、装置及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种定位方法、装置及计算机可读存储介质，包括：根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离；其中，所述节点包括锚节点和未知节点；对传感器网络的锚节点进行空间节点内插，计算内插节点的位置；根据锚节点、内插节点的位置，构建插值曲面；根据所述插值曲面，将所述任意两节点间距离输入预设的计算模型对所述内插节点进行筛选，并将筛选后的内插节点的位置，作为所述未知节点的位置，采用线性三角插值法和整数规划算法对三维节点进行定位，能有效提高定位精度，降低定位误差。

【技术实现步骤摘要】
一种定位方法、装置及计算机可读存储介质
本专利技术涉及定位
，尤其涉及一种定位方法、装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
定位是利用已知节点对未知节点的位置信息进行把握，是无线传感器网络研究中的重要技术之一。在无线传感网的实际应用中，由于地形或环境的限制，无线传感器往往在空间上分布，所以把定位研究拓展至3D空间势在必行。现有技术基于RSSI的定位方法，利用未知节点具有至少6个邻近信标节点，则依次判断该未知节点的邻近信标节点所构成的每个四面体与该未知节点的关系，确定未知节点存在于中垂面切割后四面体的哪一切割部分。对该四面体所有的包含该未知节点的切割部分求取交集得到未知节点存在的缩小空间，将所有四面体的缩小空间的交集的质心作为未知节点的估计位置，从而计算出未知节点的位置坐标。而该定位方法当锚点数越多的情况下定位时间越长，且实现的定位精度并不很高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种定位方法、装置及计算机可读存储介质，能有效解决现有技术定位精度不高的问题，采用线性插值三角网法和整数规划算法对三维节点进行定位，能有效提高定位精度，降低定位误差。本专利技术一实施例提供一种定位方法，包括：根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离；其中，所述节点包括锚节点和未知节点；对所述传感器网络的锚节点进行空间节点内插，计算内插节点的位置；根据所述锚节点、所述内插节点的位置，构建插值曲面；根据所述插值曲面，将所述任意两节点间距离输入预设的计算模型对所述内插节点进行筛选，并将筛选后的内插节点的位置，作为所述未知节点的位置。作为上述方案的改进，所述根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离之前，还包括无向图模型的构建步骤：预先设置所述传感器网络的节点；所述传感器网络中任意两节点间设有一条边，所述边上设有一个附加因子，构成无向图模型；其中，所述附加因子为所述两节点间的通信信号强度。作为上述方案的改进，所述根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离，包括：根据以下公式计算所述传感器网络中任意两节点间距离：其中，dijEST为节点间距离，R为节点之间通信半径，pij为参加点i接收到另一参考点j发送的信号后所测得的功率，pkl为节点k接收到另一节点l发送的信号后所测得的功率，p0为对应参考距离的功率，pmin为所述传感器网络的信号强度值的最小值对应的信号功率。作为上述方案的改进，所述对所述传感器网络的锚节点进行空间节点内插，计算内插节点的位置，包括：根据所述锚节点，构建狄洛尼三角网；采用内插算法，在所述狄洛尼三角网上进行等距离空间节点内插；根据所述锚节点的位置，确定所述内插节点的位置；其中，所述内插节点的数量大于所述未知节点的数量。作为上述方案的改进，所述方法还包括所述内插节点位置的计算步骤：筛选与所述插值曲面内部的内插节点距离最近的三个锚节点；根据所述三个锚节点，确定所述内插节点与所述三个锚节点所在所述狄洛尼三角网的三角平面；将所述三个锚节点的位置输入预设的线性方程，对所述内插节点的位置计算。作为上述方案的改进，所述方法还包括：筛选与所述插值曲面边界上的内插节点距离最近的一个锚节点，将所述锚节点的位置作为所述内插节点的位置。作为上述方案的改进，所述根据所述插值曲面，将所述任意两节点间距离输入预设的计算模型对所述内插节点进行筛选，并将筛选后的内插节点的位置，作为所述未知节点的位置，具体为：计算所述锚节点与所有未知节点间距离；根据所述插值曲面，计算所述锚节点与所有内插节点间距离；根据所述锚节点与所有未知节点间距离和所述锚节点与所有内插节点间距离，采用整数规划模型计算定位误差；将所述定位误差按从小到大进行排序，获取前m个定位误差对应的内插节点，得到筛选后的内插节点及其位置；其中，m为所述未知节点的数量；将所述筛选后的内插节点作为所述未知节点，得到所述未知节点的位置。与现有技术相比，本专利技术实施例公开的定位方法，通过根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离，其中，所述节点包括锚节点和未知节点，对所述传感器网络的锚节点进行空间节点内插，计算内插节点的位置，根据所述锚节点、所述内插节点的位置，构建插值曲面，根据所述插值曲面，将所述任意两节点间距离输入预设的计算模型对所述内插节点进行筛选，并将筛选后的内插节点的位置，作为所述未知节点的位置，采用线性三角形插值法和整数规划算法，利用锚节点模拟出与原始空间位置相近的插值曲面进行定位，能有效提高定位精度，并在模拟实际环境的基础上进行定位误差分析，考虑到实际环境存在的环境影响，误差分析引入高斯随机变量，对误差的分析更加准确，能有效降低定位误差，提高了可操作性，有利于产品化。本专利技术另一实施例对应提供了一种定位装置，包括：计算模块，用于根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离；其中，所述节点包括锚节点和未知节点；内插模块，用于对所述传感器网络的锚节点进行空间节点内插，计算内插节点的位置；建模模块，用于根据所述锚节点、所述内插节点的位置，构建插值曲面；定位模块，用于根据所述插值曲面，将所述任意两节点间距离输入预设的计算模型对所述内插节点进行筛选，并将筛选后的内插节点的位置，作为所述未知节点的位置。本专利技术另一实施例提供了一种定位装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上任意一项所述的定位方法。本专利技术另一实施例提供了一种存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行以上任意一项所述的定位方法。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的一种定位方法的流程示意图；图2是本专利技术一实施例提供的整数规划的具体流程示意图；图3是本专利技术一实施例提供的一种定位装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，是本专利技术一实施例提供的一种定位方法的流程示意图，包括：S1、根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离；其中，所述节点包括锚节点和未知节点。S2、对所述传感器网络的锚节点进行空间节点内插，计算内插节点的位置。其中，由于网络中锚节点呈离散点分布形式，或者锚节点虽然按照网格排列，但格网的密度不能满足使用的要求，需要以锚节点为基础进行插值运算。空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其他空间现象的分布模式进行比较。本实施例中采用空间内插法，通过锚节点的数据推求同一区域未知节点的数据。S3、根据所述锚节点、所述内插节点的位置，构建插值曲面。利用不规则三角网上锚节点与内插节点的数据，模拟出与原始空间位置相近的插值曲面，能有效提高定位精度。S4、根据所述插值曲面，将所述任意两节点间距离输入预设的计算模型对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位方法，其特征在于，包括：根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离；其中，所述节点包括锚节点和未知节点；对所述传感器网络的锚节点进行空间节点内插，计算内插节点的位置；根据所述锚节点、所述内插节点的位置，构建插值曲面；根据所述插值曲面，将所述任意两节点间距离输入预设的计算模型对所述内插节点进行筛选，并将筛选后的内插节点的位置，作为所述未知节点的位置。

【技术特征摘要】
1.一种定位方法，其特征在于，包括：根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离；其中，所述节点包括锚节点和未知节点；对所述传感器网络的锚节点进行空间节点内插，计算内插节点的位置；根据所述锚节点、所述内插节点的位置，构建插值曲面；根据所述插值曲面，将所述任意两节点间距离输入预设的计算模型对所述内插节点进行筛选，并将筛选后的内插节点的位置，作为所述未知节点的位置。2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离之前，还包括无向图模型的构建步骤：预先设置所述传感器网络的节点；所述传感器网络中任意两节点间设有一条边，所述边上设有一个附加因子，构成无向图模型；其中，所述附加因子为所述两节点间的通信信号强度。3.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述根据传感器网络中所有节点间的通信信号强度，计算所述传感器网络中任意两节点间距离，包括：根据公式(1)计算所述传感器网络中任意两节点间距离：其中，dijEST为节点间距离，R为节点之间通信半径，pij为参加点i接收到另一参考点j发送的信号后所测得的功率，pkl为节点k接收到另一节点l发送的信号后所测得的功率，p0为对应参考距离的功率，pmin为所述传感器网络的信号强度值的最小值对应的信号功率。4.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述对所述传感器网络的锚节点进行空间节点内插，计算内插节点的位置，包括：根据所述锚节点，构建狄洛尼三角网；采用内插算法，在所述狄洛尼三角网上进行等距离空间节点内插；根据所述锚节点的位置，确定所述内插节点的位置；其中，所述内插节点的数量大于所述未知节点的数量。5.如权利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述方法还包括所述内插节点位置的计算步骤：筛选与所述插值曲面内部的内插节点距离最近的三个锚节点；根据所述三个锚节点，确定所述内插节点与所述三个锚节...

【专利技术属性】
技术研发人员：林凡，成杰，张秋镇，彭陶峰，杨峰，李盛阳，
申请(专利权)人：广州杰赛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44