一种基于区域划分的定位方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于区域划分的定位方法和系统，其中，所述方法包括：根据N个第一锚节点的位置和所述N个第一锚节点的第一加权质心，得到N个第一定位区域；其中，所述N个第一锚节点包括与未知节点正常通信的锚节点，N≥3；确定所述未知节点在所述N个第一定位区域中的第一隶属区域；根据确定的所述未知节点的所在的第一隶属区域，基于迭代算法确定所述未知节点的位置。通过本发明专利技术解决了现有的WSN定位技术存在的测量结果不准确、定位准确性差的问题。

Location method and system based on region division

The present invention provides one kind of positioning method and system based on region partition, the method comprises the following steps: first according to the weighted centroid N first anchor node position and the N first anchor node, N first positioning area; wherein, the anchor node of the N node and includes a first anchor the unknown node in normal communication, N = 3; determine the first subordinate region of the unknown node in the N region in the first position; according to the first affiliated area of the unknown node is determined by the iterative algorithm to determine the location of unknown nodes based on. The invention solves the problems of inaccurate measurement result and poor positioning accuracy existing in the existing WSN positioning technology.

【技术实现步骤摘要】
一种基于区域划分的定位方法和系统
本专利技术涉及定位领域，特别是涉及一种基于区域划分的定位方法和系统。
技术介绍
由于煤矿井下事故频繁发生，使得对井下人员的精确定位变得十分重要。目前通常采用的定位方法是：通过WSN(WirelessSensorNetwork，无线传感器网络)定位技术实现对煤矿井下人员的定位，为井下人员的救援工作提供依据。具体地，现有的WSN定位技术通过在煤矿井下布置传感器节点(锚节点)来定位井下人员所携带的未知节点的位置以确定井下人员的位置信息。然而，由于煤矿井下人员的定位过程受到巷道截面、巷道的弯曲度、巷道的粗糙度、巷道壁的倾斜度和井下设备等多种环境的影响，测量得到的定位结果并不精确，未知节点的定位误差较大，不利于井下人员的救援和安全监控。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于区域划分的定位方法和系统，以解决现有的WSN定位技术存在的测量结果不准确、定位准确性差的问题。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种基于区域划分的定位方法，包括：根据N个第一锚节点的位置和所述N个第一锚节点的第一加权质心，得到N个第一定位区域；其中，所述N个第一锚节点包括与未知节点正常通信的锚节点，N≥3；确定所述未知节点在所述N个第一定位区域中的第一隶属区域；根据确定的所述未知节点的所在的第一隶属区域，基于迭代算法确定所述未知节点的位置。优选地，根据N个第一锚节点的位置和所述N个第一锚节点的第一加权质心，得到N个第一定位区域，包括：将所述第一加权质心分别与所述N个第一锚节点连接；根据连接后的连接结果确定所述N个第一定位区域。优选地，根据确定的所述未知节点的所在的第一隶属区域，基于迭代算法确定所述未知节点的位置，包括：计算所述未知节点所在的第一隶属区域的质心，得到第二加权质心；其中，所述第一隶属区域包括：隶属于所述第一隶属区域的两个第二锚节点和所述第一加权质心；根据所述两个第二锚节点、所述第一加权质心和所述第二加权质心，得到三个第二定位区域；确定所述未知节点在所述三个第二定位区域中的第二隶属区域；根据确定的所述未知节点的所在的第二隶属区域迭代确定所述未知节点的位置。优选地，根据确定的所述未知节点的所在的第二隶属区域确定所述未知节点的位置，包括：根据确定的所述未知节点所在的第二隶属区域进行迭代计算，得到迭代结果；根据所述迭代结果确定所述未知节点的位置。优选地，所述迭代结果包括：第一加权质心、第二加权质心、···和第L加权质心；其中，L为迭代次数。优选地，根据所述迭代结果确定所述未知节点的位置，包括：将第L加权质心对应的位置确定为所述未知节点所在的位置；或，分别计算所述未知节点与第一加权质心、第二加权质心、····和第L加权质心的距离，得到第K加权质心，将所述第K加权质心对的位置确定为所述未知节点所在的位置；其中，所述未知节点与所述第K加权质心的距离最小，K≤L。本专利技术还公开了一种基于区域划分的定位系统，包括：获取模块，用于根据N个第一锚节点的位置和所述N个第一锚节点的第一加权质心，得到N个第一定位区域；其中，所述N个第一锚节点包括与未知节点正常通信的锚节点，N≥3；区域确定模块，用于确定所述未知节点在所述N个第一定位区域中的第一隶属区域；位置确定模块，用于根据确定的所述未知节点的所在的第一隶属区域，基于迭代算法确定所述未知节点的位置。优选地，获取模块，包括：连接子模块，用于将所述第一加权质心分别与所述N个第一锚节点连接；第一确定子模块，用于根据连接后的连接结果确定所述N个第一定位区域。优选地，位置确定模块，包括：质心确定子模块，用于计算所述未知节点所在的第一隶属区域的质心，得到第二加权质心；其中，所述第一隶属区域包括：隶属于所述第一隶属区域的两个第二锚节点和所述第一加权质心；获取子模块，根据所述两个第二锚节点、所述第一加权质心和所述第二加权质心，得到三个第二定位区域；第二确定子模块，用于确定所述未知节点在所述三个第二定位区域中的第二隶属区域；位置确定子模块，用于根据确定的所述未知节点的所在的第二隶属区域确定所述未知节点的位置。优选地，位置确定子模块，用于根据确定的所述未知节点所在的第二隶属区域进行迭代计算，得到迭代结果；以及，根据所述迭代结果确定所述未知节点的位置。优选地，所述迭代结果包括：第一加权质心、第二加权质心、···和第L加权质心；其中，L为迭代次数。优选地，位置确定子模块，用于将第L加权质心对应的位置确定为所述未知节点所在的位置；或，分别计算所述未知节点与第一加权质心、第二加权质心、····和第L加权质心的距离，得到第K加权质心，将所述第K加权质心对的位置确定为所述未知节点所在的位置；其中，所述未知节点与所述第K加权质心的距离最小，K≤L。与现有技术相比，本专利技术包括以下优点：本专利技术所述的基于区域划分的定位方法可以根据锚节点和加权质心实现对区域的划分，通过将锚节点组成区域划分为更小的区域，使得未知节点所处区域更加明确，以降低测量误差、提高定位的精度。此外，在本专利技术中，可以基于划分的定位区域进行多次迭代计算，进而根据多次迭代求解得到的多个加权质心对未知节点进行定位，进一步提高了定位精度。附图说明图1是本专利技术实施例一中一种基于区域划分的定位方法的步骤流程图；图2是本专利技术实施例一中一种N个第一定位区域的示意图；图3是本专利技术实施例二中一种基于区域划分的定位方法的步骤流程图；图4a是本专利技术实施例二中一种锚节点和未知节点的分布示意图；图4b是本专利技术实施例二中一种第一定位区域的分布示意图；图4c是本专利技术实施例二中一种第二定位区域的分布示意图；图5是本专利技术实施例二中一种巷道宽度为5m时的平均定位误差结果示意图；图6是本专利技术实施例二中一种巷道宽度为8m时的平均定位误差结果示意图；图7是本专利技术实施例二中一种巷道宽度为10m时的平均定位误差结果示意图；图8是本专利技术实施例三中一种基于区域划分的定位系统的结构框图；图9是本专利技术实施例三中一种优选地基于区域划分的定位系统的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。WSN(WirelessSensorNetwork，无线传感器网络)广泛应用于各个领域，例如，可以应用于井下定位。在井下定位中，通过WSN技术可以实现井下人员的定位，以为井下人员的救援工作提供依据。具体地，采用WSN进行井下定位时可以通过在井下布置传感器节点(锚节点)来定位井下人员所携带的未知节点的位置，以确定井下人员的位置信息。实施例一参照图1，示出了本专利技术实施例一中一种基于区域划分的定位方法的步骤流程图。在本实施例中，所述基于区域划分的定位方法包括：步骤102，根据N个第一锚节点的位置和所述N个第一锚节点的第一加权质心，得到N个第一定位区域。在本实施例中，可以布置有多个锚节点(如前所述，在井下布置的多个锚节点)。优选地，第一锚节点主要是指可以与未知节点进行正常通信的锚节点，换而言之，第一锚节点是所述未知节点周围一定范围内的锚节点，其数量可以是多个，优选地，本实施例所述的第一锚节点为N个，N为大于等于3的整数。在本实施例中，可以采用任意一种适当的加权质心算法计算得到所述N个第一锚节点的所述第一加权质心。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于区域划分的定位方法，其特征在于，包括：根据N个第一锚节点的位置和所述N个第一锚节点的第一加权质心，得到N个第一定位区域；其中，所述N个第一锚节点包括与未知节点正常通信的锚节点，N≥3；确定所述未知节点在所述N个第一定位区域中的第一隶属区域；根据确定的所述未知节点的所在的第一隶属区域，基于迭代算法确定所述未知节点的位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于区域划分的定位方法，其特征在于，包括：根据N个第一锚节点的位置和所述N个第一锚节点的第一加权质心，得到N个第一定位区域；其中，所述N个第一锚节点包括与未知节点正常通信的锚节点，N≥3；确定所述未知节点在所述N个第一定位区域中的第一隶属区域；根据确定的所述未知节点的所在的第一隶属区域，基于迭代算法确定所述未知节点的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据N个第一锚节点的位置和所述N个第一锚节点的第一加权质心，得到N个第一定位区域，包括：将所述第一加权质心分别与所述N个第一锚节点连接；根据连接后的连接结果确定所述N个第一定位区域。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据确定的所述未知节点的所在的第一隶属区域，基于迭代算法确定所述未知节点的位置，包括：计算所述未知节点所在的第一隶属区域的质心，得到第二加权质心；其中，所述第一隶属区域包括：隶属于所述第一隶属区域的两个第二锚节点和所述第一加权质心；根据所述两个第二锚节点、所述第一加权质心和所述第二加权质心，得到三个第二定位区域；确定所述未知节点在所述三个第二定位区域中的第二隶属区域；根据确定的所述未知节点的所在的第二隶属区域迭代确定所述未知节点的位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据确定的所述未知节点的所在的第二隶属区域确定所述未知节点的位置，包括：根据确定的所述未知节点所在的第二隶属区域进行迭代计算，得到迭代结果；根据所述迭代结果确定所述未知节点的位置。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述迭代结果包括：第一加权质心、第二加权质心、···和第L加权质心；其中，L为迭代次数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述迭代结果确定所述未知节点的位置，包括：将第L加权质心对应的位置确定为所述未知节点所在的位置；或，分别计算所述未知节点与第一加权质心、第二加权质心、····和第L加权质心的距离，得到第K加权质心，将所述第K加权质心对的位置确定为所述未知节点所在的位置；其中，所述未知节点与所述第K加权...

【专利技术属性】
技术研发人员：边燕，任强，
申请(专利权)人：大唐移动通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11