定位方法、装置、设备以及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种定位方法、装置、设备以及存储介质，该方法包括：获取所有节点感知半径内的邻居节点的第一数量、所有相邻节点之间共有的邻居节点的第二数量以及信标节点的第一位置信息；根据第一数量、第二数量以及感知半径获得所有相邻节点之间的跳数值；根据所有相邻节点之间的跳数值获得所有信标节点之间的第一跳数值以及信标节点和未知节点之间的第二跳数值；根据第一跳数值以及第一位置信息获得每跳平均距离；根据第二跳数值和每跳平均距离获得信标节点和未知节点之间的第一距离；根据第一距离、第二跳数值以及第一位置信息获得未知节点的位置信息。本发明专利技术采用新的跳数值获取方式和位置估计方法，定位精确度更高。

Location methods, devices, devices and storage media

【技术实现步骤摘要】
定位方法、装置、设备以及存储介质
本专利技术涉及无线传感器网络
，尤其涉及一种定位方法、装置、设备以及存储介质。
技术介绍
无线传感器网络是由大量传感器以自主、多跳的方式组成的无线网络，其主要作用是在覆盖范围内协同感知、获取、处理和传输感知对象的信息。知晓传感器的位置是应用无线传感器网络最基本、最重要的前提之一。在目前传感器定位方法常采用距离向量算法，主要包括三个步骤：(1)通过泛洪过程获知任意节点之间的最小跳数，其中，跳数值为离散值；(2)先计算信标节点的平均每跳距离，未知节点再获取平均每跳距离，最后计算未知节点和信标节点之间的距离；(3)通过多边定位法确定未知节点的位置。然而，在上述定位方法中，由于对节点之间的距离估算准确性低，且利用多边定位法确定未知节点的位置不符合实际，从而导致算法的定位准确度低。
技术实现思路
本专利技术提供一种定位方法、装置、设备以及存储介质，以解决现有定位方法定位准确度低的问题。第一方面，本专利技术提供一种定位方法，基于传感器网络，传感器网络包括至少三个信标节点及若干个未知节点，方法包括：获取所有节点的感知半径内的邻居节点的第一数量、所有相邻节点之间共有的邻居节点的第二数量以及信标节点的第一位置信息；根据第一数量、第二数量以及感知半径获得任意两个相邻节点之间的跳数值；根据任意两个相邻节点之间的跳数值获得任意两个信标节点之间的第一跳数值以及信标节点和未知节点之间的第二跳数值；根据任意两个信标节点之间的第一跳数值以及第一位置信息获得每跳平均距离；根据第二跳数值和每跳平均距离获得信标节点和未知节点之间的第一距离；根据第一距离、第二跳数值以及第一位置信息获得未知节点的位置信息。在本专利技术提供的一种定位方法中，根据所有节点的感知半径内的邻居节点的第一数量、任意两个相邻节点之间共有的邻居节点的第二数量以及感知半径获得任意两个相邻节点之间的跳数值，相较于现有的定位方法采用离散型跳数值而言，本专利技术提供的定位方法，获取的连续型跳数值更准确，再根据跳数值确定每跳平均距离，进而获得信标节点和未知节点之间的距离，最终根据信标节点和未知节点之间的距离、跳数值以及信标节点的位置获得未知节点的位置，定位精度更加准确。可选地，根据第一数量、第二数量以及感知半径获得任意两个相邻节点之间的跳数值，具体包括：根据第一公式获得任意两个相邻节点之间的跳数值，其中，第一公式为R为节点的感知半径，为节点i和节点j之间的估计距离，且NOj为节点j的邻居节点个数，NOij为节点i和节点j共有的邻居节点个数。在本专利技术提供的一种定位方法中，利用两个相邻节点之间的共有的邻居节点的第二数量、节点的邻居节点的第一数量以及感知半径获得相邻节点之间的估计距离，再根据两个相邻节点之间的估计距离和感知半径获得两个相邻节点之间的跳数值，相较于原有的离散型跳数值，其精确度更高。可选地，根据任意两个信标节点之间的第一跳数值以及第一位置信息获得每跳平均距离，具体包括：根据第二公式获得每跳平均距离，其中，第二公式为其中，(xi,yi)为信标节点i的位置，(xj,yj)为信标节点j的位置，Ni是与节点i连通的信标节点的个数，CHij是信标节点i和信标节点j之间的跳数值。在本专利技术提供的一种定位方法中，根据任意两个信标节点之间的第一跳数值以及信标节点的第一位置信息获得每跳平均距离，相较于现有的定位方法，其精确度更高。可选地，根据第二跳数值和每跳平均距离获得信标节点和未知节点之间的第一距离，具体包括：根据第三公式获得第一距离，其中，第三公式为：dik＝AvgDisk*CHik，AvgDisk是未知节点k的每跳平均距离，CHik是信标节点i与未知节点k之间的跳数值。在本专利技术提供的一种定位方法中，根据第二跳数值和每跳平均距离的乘积获得信标节点和未知节点之间的第一距离，相较于现有的定位方法，其定位精确度更高。可选地，根据第一距离、第二跳数值以及第一位置信息获得未知节点的位置信息，具体包括：随机生成第0代初始化种群以及种群的最大迭代次数G，其中，初始种群包括若干个个体，个体用于表示未知节点的位置信息；根据目标函数获得第g代种群中个体的适应值，其中，目标函数根据第一距离、第二跳数值以及第一位置信息获得，g的初始值为0；根据种群中个体的适应值对第g代种群中的个体进行变异处理和交叉处理，以获得子种群；根据目标函数获得所述子种群中个体的适应值；比较子种群中个体的适应值和第g代种群中个体的适应值，获得第g+1代种群，并更新种群的代数；重复对种群进行变异处理和交叉处理，直至种群的代数等于种群的最大迭代次数G为止；从第G代种群中选择适应值最好的个体作为未知节点的位置信息。在本专利技术提供的一种定位方法中，以未知节点的位置信息作为进化个体，根据第一距离、第二跳数值以及第一位置信息获得种群中个体的适应值，以此作为种群进化的选择标准，最终获得最优的个体，以获得未知节点的位置信息，相较于现有的定位方法利用多边定位法确定未知节点的位置，本专利技术提供的方法精确度更高。可选地，根据目标函数获得第g代种群中个体的适应值和子种群中个体的适应值，具体包括：根据第四公式获得第g代种群中个体的适应值和子种群中个体的适应值，其中，第四公式为：(xi,yi)是信标节点i的位置，是未知节点k的估计位置，Nk是与未知节点k连通的信标节点的个数，CHik是信标节点i和未知节点k之间的跳数值，dik为节点i和节点j之间的距离。第二方面，本专利技术提供一种定位装置，装置包括：获取模块，用于获取所有节点的感知半径内的邻居节点的第一数量、所有相邻节点之间共有的邻居节点的第二数量以及信标节点的第一位置信息；获得模块，用于根据第一数量、第二数量以及感知半径获得任意两个相邻节点之间的跳数值；获得模块还用于根据任意两个相邻节点之间的跳数值获得任意两个信标节点之间的第一跳数值以及信标节点和未知节点之间的第二跳数值；获得模块还用于根据任意两个信标节点之间的第一跳数值以及第一位置信息获得每跳平均距离；获得模块还用于根据第二跳数值和每跳平均距离获得信标节点和未知节点之间的第一距离；获得模块还用于根据第一距离、第二跳数值以及第一位置信息获得未知节点的位置信息。可选地，获得模块具体用于：根据第一公式获得任意两个相邻节点之间的跳数值，其中，第一公式为R为节点的感知半径，为节点i和节点j之间的估计距离，且NOj为节点j的邻居节点个数，NOij为节点i和节点j共有的邻居节点个数。可选地，获得模块具体用于：根据第二公式获得所述每跳平均距离，其中，所述第二公式为其中，(xi,yi)为信标节点i的位置，(xj,yj)为信标节点j的位置，Ni是与信标节点i连通的信标节点的个数，CHij是信标节点i和信标节点j之间的跳数值。可选地，获得模块具体用于：根据第三公式获得所述第一距离，其中所述第三公式为：dik＝AvgDisk*CHik，AvgDisk是未知节点k的每跳平均距离，CHik是信标节点i与未知节点k之间的跳数值。可选地，获得模块具体用于：随机生成第0代初始化种群以及种群的最大迭代次数G，其中，第0代初始化种群包括若干个个体，个体用于表示未知节点的位置信息；根据目标函数获得第g代种群中个体的适应值，其中，目标函数根据第一距离、第二跳数值以及第一位置信息获得，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，基于传感器网络，所述传感器网络包括至少三个信标节点和若干个未知节点，所述方法包括：获取所述所有节点的感知半径内的邻居节点的第一数量、所述所有相邻节点之间共有的邻居节点的第二数量以及所述信标节点的第一位置信息；根据所述第一数量、所述第二数量以及所述感知半径获得任意两个相邻节点之间的跳数值；根据所述任意两个相邻节点之间的跳数值获得任意两个信标节点之间的第一跳数值以及所述信标节点和所述未知节点之间的第二跳数值；根据任意两个信标节点之间的第一跳数值以及所述第一位置信息获得每跳平均距离；根据所述第二跳数值和所述每跳平均距离获得所述信标节点和所述未知节点之间的第一距离；根据所述第一距离、所述第二跳数值以及所述第一位置信息获得所述未知节点的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种定位方法，其特征在于，基于传感器网络，所述传感器网络包括至少三个信标节点和若干个未知节点，所述方法包括：获取所述所有节点的感知半径内的邻居节点的第一数量、所述所有相邻节点之间共有的邻居节点的第二数量以及所述信标节点的第一位置信息；根据所述第一数量、所述第二数量以及所述感知半径获得任意两个相邻节点之间的跳数值；根据所述任意两个相邻节点之间的跳数值获得任意两个信标节点之间的第一跳数值以及所述信标节点和所述未知节点之间的第二跳数值；根据任意两个信标节点之间的第一跳数值以及所述第一位置信息获得每跳平均距离；根据所述第二跳数值和所述每跳平均距离获得所述信标节点和所述未知节点之间的第一距离；根据所述第一距离、所述第二跳数值以及所述第一位置信息获得所述未知节点的位置信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一数量、所述第二数量以及所述感知半径获得任意两个相邻节点之间的跳数值，具体包括：根据第一公式获得任意两个相邻节点之间的跳数值，其中，第一公式为R为节点的感知半径，为节点i和节点j之间的估计距离，且NOj为节点j的邻居节点个数，NOij为节点i和节点j共有的邻居节点个数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据任意两个信标节点之间的第一跳数值以及所述第一位置信息获得每跳平均距离，具体包括：根据第二公式获得所述每跳平均距离，其中，所述第二公式为其中，(xi,yi)为信标节点i的位置，(xj,yj)为信标节点j的位置，Ni是与信标节点i连通的信标节点的个数，CHij是信标节点i和信标节点j之间的跳数值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二跳数值和所述每跳平均距离获得所述信标节点和所述未知节点之间的第一距离，具体包括：根据第三公式获得所述第一距离，其中，所述第三公式为：dik＝AvgDisk*CHik，AvgDisk是未知节点k的每跳平均距离，CHik是信标节点i与未知节点k之间的跳数值。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一距离、所述第二跳数值以及所述第一位置信息获得所述未知节点的位置信息，具体包括：随机生成第0代初始化种群以及种群的最大迭代次数G，其中，所述第0代初始化种群包括若干个个体，所述个体用于表示未知节点的位置信息；根据目标函数获得第g代种群中个体的适应值，其中，目标函数根据所述第一距离、所述第二跳数值以及所述第一位置信息获得，g的初始值为0；根据种群中个...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔来中，徐冲，陆楠，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44