基于全局式优化策略的无线传感器网络节点定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于全局式优化策略的无线传感器网络节点定位方法，是基于节点间距离和相对角度的无线传感器网络的节点定位方法，通过测量获得无线传感器网络中１跳节点之间的距离和相对角度，进而推算网络中节点间距离，利用古典多维尺度测量、极大似然估计和全局优化策略对无线传感器网络中所有节点位置进行定位。本发明专利技术的优点是在定位过程中直接测量得到节点间的距离或通过测量值计算节点间的距离，与估计距离相比有更高的精度，因此节点的定位精度就更高。此外，在计算节点的相对坐标时，除了初始点及其１跳节点利用古典多维尺度计算方法外，其余节点的相对坐标都是用极大似然估计法计算得到的，计算量要小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线传感器网络领域，涉及无线传感器网络中节点的相对定位和绝对定位方法。
技术介绍
无线传感器网络中的定位方法可分为非距离式定位和距离式定位两类。非距离式定位是利用节点间的跳(英文名为hop)数或求区域质心来计算节点的坐标。N.Bulusu和J.Heidemann提出了一种非距离式定位的中心算法。传感器网络中包含参考节点和普通节点，通过计算k个参考节点的中心来估计普通节点的位置或坐标。这种方法误差较高，要得到较高的定位精度需要很多参考节点且均匀分布在网络的外围。T.He和C.Huang提出的APIT(Approximation Point-in-Triangulation Test)方法是通过计算不同三角形的重叠区域的中心来确定节点的坐标。APIT适用于节点随机分布且不要求各节点通讯能力完全一样的情况，定位精度在很大程度上取决于参考节点的数量和重叠区域的大小。距离式定位一般利用节点间的距离来计算节点的相对位置，定位精度在很大程度上取决于节点间测距的精度。D.Niculescu和B.Nath提出了一种估计节点间距离的方法，这种方法适用于节点规则分布的情况，在节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于全局式优化策略的无线传感器网络节点定位方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤Ｓ１：通过测量得到无线传感器网络中１跳节点间的距离和相对角度；步骤Ｓ２：利用１跳节点间的距离和相对角度计算无线传感器网络内２跳节点间的距离；步骤Ｓ３：节点间通过通讯选取１跳节点最多的节点作为初始点；步骤Ｓ４：将古典多维尺度测量与极大似然估计相结合计算无线传感器网络中节点的相对坐标和全局优化策略对无线传感器网络中所有节点位置进行定位。

【技术特征摘要】
1.基于全局式优化策略的无线传感器网络节点定位方法，其特征在于，包括步骤如下步骤S1通过测量得到无线传感器网络中1跳节点间的距离和相对角度；步骤S2利用1跳节点间的距离和相对角度计算无线传感器网络内2跳节点间的距离；步骤S3节点间通过通讯选取1跳节点最多的节点作为初始点；步骤S4将古典多维尺度测量与极大似然估计相结合计算无线传感器网络中节点的相对坐标和全局优化策略对无线传感器网络中所有节点位置进行定位。2.根据权利要求1所述基于全局优化策略的无线传感器网络节点定位方法，其特征在于，对无线传感器网络中所有节点位置进行定位包括步骤如下步骤S41利用古典多维尺度测量方法计算初始点及其1跳节点形成的子网络中节点的相对坐标并建立相对坐标系，并把这些节点称为已定位节点，其余未计算出自身相对坐标的节点称为未定位节点；步骤S42已定位的节点向周围未定位的节点广播自身的坐标，最远传到已定位节点的2跳节点为止；步骤S43设定n＞1的初始点n跳节点，根据接收到的已定位的(n-1)跳和(n-2)跳节点的相对坐标，再利用极大似然估计法计算初始点的n跳节点的相对坐标，计算出自身相对坐标的节点为已定位节点，其余未计算出自身相对坐标的节点称为未定位节点，当(n-2)为0时，表示初始点本身；步骤S44若无线传感器网络内的所有节点都已完成定位或满足预先设定的停止条件，则转入步骤S45，否则返回步骤S42；步骤S45无线传感器网络内的每个节点基于其1跳节点和2跳节点的相对坐标建立目标函数，采用最速下降法对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王硕，谭民，郝志凯，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]