一种节点定位方法、装置及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种节点定位方法、装置及计算机可读存储介质，应用于节点定位系统，该系统由无线通信连接的待定位节点和N个锚节点组成，方法包括：基于相位测距技术确定待定位节点和N个锚节点之间的N个第一估计距离，其中N为大于或等于3的整数；对N个第一估计距离进行中值滤波处理，以获得N个第二估计距离；利用预设查找表遍历多个预设节点，以获得每个预设节点和N个锚节点之间的N个理想距离数据；基于N个第二估计距离和对应于每个预设节点的N个理想距离数据计算每个预设节点和待定位节点之间的相似度，根据相似度从多个预设节点中确定目标定位节点。利用上述方法，能够以较少的计算量实现更高的节点定位准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种节点定位方法、装置及计算机可读存储介质
本专利技术属于定位领域，具体涉及一种节点定位方法、装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。在无线电网络中，希望可以定位无线电网络的节点。现有技术中，通常采用无线电测距技术分别测量待定位无线节点和多个已知位置的无线节点之间的距离，通过多个无线节点的已知位置与测距结果可以确定出待定位无线节点的位置。然而，由于多种因素，比如WIFI和蓝牙等无线信号的干扰，或者信号可能通过多个路径传输(比如空间中存在诸如墙壁的障碍物，信号会从障碍物反射进入无线节点，从而将折射或者反射路径错误地测量为直射路径)，以上测距结果会有比较大的误差。因此，在无线节点定位中如何保障节点定位准确度是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种节点定位方法、装置及计算机可读存储介质，利用这种方法、装置及计算机可读存储介质，能够解决上述问题。本专利技术提供了以下方案。第一方面，提供一种节点定位方法，应用于节点定位系统，所述节点定位系统包括待定位节点和已知位置的N个锚节点，所述N个锚节点与待定位节点之间通过无线信号通信连接，方法包括：基于相位测距技术确定待定位节点和N个锚节点之间的N个第一估计距离，其中N为大于或等于3的整数；对N个第一估计距离进行中值滤波处理，以获得N个第二估计距离；利用预设查找表遍历多个预设节点，以获得每个预设节点和N个锚节点之间的N个理想距离数据；基于N个第二估计距离和对应于每个预设节点的N个理想距离数据计算每个预设节点和待定位节点之间的相似度，根据相似度从多个预设节点中确定目标定位节点。在一种可能的实施方式中，方法还包括确定预设查找表的步骤，具体包括：确定待定位节点的预设边界范围，在预设边界范围之内设置M个预设节点；基于每个预设节点到每个锚节点的理想距离设置预设查找表；其中，预设查找表中预存每个预设节点与每个锚节点之间的理想距离或理想距离的数学变型。在一种可能的实施方式中，对N个第一估计距离进行中值滤波处理，以获得N个第二估计距离，还包括：对N个第一估计距离进行中值滤波处理之后，再进行卡尔曼滤波处理，以得到N个第二估计距离。在一种可能的实施方式中，还包括：利用以下任意一项公式计算每个预设节点和待定位节点之间的相似距离：或者，或者，其中，m为预设节点的标号，Dm是指第m个预设节点与N个锚节点之间的N个理想距离和N个第二估计距离之间的相似距离，相似距离和相似度呈反比，Rn是指待定位节点和第n个锚节点之间的第二估计距离，distmn是指第m个预设节点和第n个锚节点之间的理想距离，其中n＝1，2，...N。在一种可能的实施方式中，预设查找表中预存有每个预设节点和每个锚节点之间的理想距离的平方值。在一种可能的实施方式中，根据相似度从多个预设节点中确定目标定位节点，还包括：从M个预设节点中确定与待定位节点之间相似度最高的一个预设节点作为目标定位节点；和/或，根据相似度排名从M个预设节点中确定至少两个预设节点，并根据至少两个预设节点各自和待定位节点之间的相似度，在至少两个预设节点之间确定目标定位节点。第二方面，提供一种节点定位装置，其特征在于，应用于节点定位系统，节点定位系统包括待定位节点和已知位置的N个锚节点，N个锚节点与待定位节点之间通过无线信号通信连接，装置还包括：测距单元，用于基于相位测距技术确定待定位节点和N个锚节点之间的N个第一估计距离，其中N为大于或等于3的整数；滤波单元，用于对N个第一估计距离进行中值滤波处理，以获得N个第二估计距离；查找单元，用于利用预设查找表遍历多个预设节点，以获得每个预设节点和N个锚节点之间的N个理想距离数据；计算单元，用于基于N个第二估计距离和对应于每个预设节点的N个理想距离数据计算每个预设节点和待定位节点之间的相似度，根据相似度从多个预设节点中确定目标定位节点。在一种可能的实施方式中，节点定位装置还包括查找表设置单元，用于：确定待定位节点的预设边界范围，在预设边界范围之内设置M个预设节点；基于每个预设节点到每个锚节点的理想距离设置预设查找表；其中，预设查找表中预存每个预设节点与每个锚节点之间的理想距离或理想距离的数学变型。在一种可能的实施方式中，滤波单元用于：对N个第一估计距离进行中值滤波处理之后，再进行卡尔曼滤波处理，以得到N个第二估计距离。在一种可能的实施方式中，计算单元还用于：利用以下任意一项公式计算每个预设节点和待定位节点之间的相似距离：或，或，其中，m为预设节点的标号，Dm是指第m个预设节点与N个锚节点之间的N个理想距离和N个第二估计距离之间的相似距离，相似距离和相似度呈反比，Rn是指待定位节点和第n个锚节点之间的第二估计距离，distmn是指第m个预设节点和第n个锚节点之间的理想距离，其中n＝1，2，...N。在一种可能的实施方式中，预设查找表中预存有每个预设节点和每个锚节点之间的理想距离的平方值。在一种可能的实施方式中，计算单元还用于：从M个预设节点中确定与待定位节点之间相似度最高的一个预设节点作为目标定位节点；和/或，根据相似度排名从M个预设节点中确定至少两个预设节点，并根据至少两个预设节点各自和待定位节点之间的相似度，在至少两个预设节点之间确定目标定位节点。第三方面，提供一种节点定位装置，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行：第一方面的方法。第四方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有程序，当程序被多核处理器执行时，使得多核处理器执行如第一方面的方法。本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本实施例中，通过设置一包括若干个锚节点的节点定位系统，并使用相位测距技术确定待定位节点和若干个锚节点之间的估计距离，能够获得较为准确的估计距离，并使用中值滤波处理依据相位测距技术获得的测距结果，能够减小由于信号干扰等造成的测距误差，进一步增强节点定位准确度。另外，通过采用查找表法能够基于较少的计算量实现空间搜索，从所述多个已知位置的预设节点中确定目标定位节点，计算更为简单。应当理解，上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，以便能够更清楚地了解本专利技术的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施。为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举例说明本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文的示例性实施例的详细描述，本领域普通技术人员将明白本文所述的优点和益处以及其他优点和益处。附图仅用于示出示例性实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的标号表示相同的部件。在附图中：图1为根据本专利技术一实施例的示例性的节点定位系统的结构示意图；图2为根据本专利技术一实施例的节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节点定位方法，其特征在于，应用于节点定位系统，所述节点定位系统包括待定位节点和已知位置的N个锚节点，所述N个锚节点与所述待定位节点之间通过无线信号通信连接，所述方法包括：/n基于相位测距技术确定待定位节点和N个锚节点之间的N个第一估计距离，其中N为大于或等于3的整数；/n对所述N个第一估计距离进行中值滤波处理，以获得N个第二估计距离；/n利用预设查找表遍历多个预设节点，以获得每个所述预设节点和所述N个锚节点之间的N个理想距离数据；/n基于N个所述第二估计距离和对应于每个所述预设节点的N个所述理想距离数据计算每个所述预设节点和所述待定位节点之间的相似度，根据所述相似度从所述多个预设节点中确定目标定位节点。/n

【技术特征摘要】
1.一种节点定位方法，其特征在于，应用于节点定位系统，所述节点定位系统包括待定位节点和已知位置的N个锚节点，所述N个锚节点与所述待定位节点之间通过无线信号通信连接，所述方法包括：
基于相位测距技术确定待定位节点和N个锚节点之间的N个第一估计距离，其中N为大于或等于3的整数；
对所述N个第一估计距离进行中值滤波处理，以获得N个第二估计距离；
利用预设查找表遍历多个预设节点，以获得每个所述预设节点和所述N个锚节点之间的N个理想距离数据；
基于N个所述第二估计距离和对应于每个所述预设节点的N个所述理想距离数据计算每个所述预设节点和所述待定位节点之间的相似度，根据所述相似度从所述多个预设节点中确定目标定位节点。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括确定所述预设查找表的步骤，具体包括：
确定所述待定位节点的预设边界范围，在所述预设边界范围之内设置M个所述预设节点；
基于每个所述预设节点到每个所述锚节点的所述理想距离设置所述预设查找表；
其中，所述预设查找表中预存每个所述预设节点与每个所述锚节点之间的所述理想距离或所述理想距离的数学变型。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述N个第一估计距离进行中值滤波处理，以获得N个第二估计距离，还包括：
对所述N个第一估计距离进行中值滤波处理之后，再进行卡尔曼滤波处理，以得到N个所述第二估计距离。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
利用以下任意一项公式计算每个所述预设节点和所述待定位节点之间的相似距离：









其中，m为所述预设节点的标号，Dm是指第m个所述预设节点与N个所述锚节点之间的N个所述理想距离和N个所述第二估计距离之间的相似距离，所述相似距离和所述相似度呈反比，Rn是指所述待定位节点和第n个所述锚节点之间的所述第二估计距离，distmn是指第m个所述预设节点和第n个所述锚节点之间的理想距离，其中n＝1,2,...N。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设查找表中预存有每个所述预设节点和每个所述锚节点之间的所述理想距离的平方值。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述相似度从所述多个预设节点中确定目标定位节点，还包括：
从所述M个预设节点中确定与所述待定位节点相似度最高的一个预设节点作为所述目标定位节点；和/或，
根据相似度排名从所述M个预设节点中确定至少两个预设节点，并根据所述至少两个预设节点各自和所述待定位节点之间的相似度，在所述至少两个预设节点之间确定所述目标定位节点。


7.一种节点定位转置，其特征在于，应用于节点定位系统，所述节点定位系统包括待定位节点和已知位置的N个锚节点，所述N个锚节点与所述待定位节点之间通过无线信号通信连接，所述装置包括：
测距单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海力，
申请(专利权)人：泰凌微电子上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31