发明名称 感测节点之定位方法及系统
摘要
申请公布号 TWI510117 申请公布日期 2015.11.21
申请号 TW102129674 申请日期 2013.08.19
申请人 国立台北科技大学 发明人 李俊贤;李凯达
分类号 H04W64/00;G01S5/02 主分类号 H04W64/00
代理机构 代理人 洪尧顺 台北市内湖区行爱路176号3楼;侯德铭 台北市内湖区行爱路176号3楼
主权项 一种感测节点之定位方法,系用于包含多个具无线通信功能之感测节点的一无线感测网路,且该等感测节点包括多个锚节点及多个盲节点,而该锚节点具有本身的座标讯息,该盲节点不具有本身的座标讯息,包括以下步骤:一决定增量距离步骤,是在一离线模式时进行,依据该等感测节点的分布范围之面积、该等锚节点的数目、该等盲节点的数目以及该等感测节点的通讯半径,以决定一增量距离,其中该增量距离为使得一定位误差为最小的距离增加量,而该定位误差系由以下公式定义: 其中为第i个盲节点的估测座标,(xi,yi)为第i个盲节点的实际座标,t为总盲节点数,R则为节点通讯半径;一距离估测步骤,是在一线上模式时进行,系利用距离向量跳数法(Distance vector-hop,DV-hop)以计算该等盲节点以及该等锚节点之间的距离,且该距离向量跳数法包括:随机布署该等感测节点;设定每个感测节点的初始跳数栏为0,并由该等锚节点广播包含其本身位置座标及跳数的一传送讯息;每个感测节点接收该等锚节点所广播的传送讯息,以获得锚节点的位置座标及节点跳数;每个锚节点藉以下公式计算并广播其对应的平均跳跃大小,其中(xi,yi)、(xj,yj)分别代表不同锚节点的实际座标,HopSizei为锚节点i的平均跳跃大小,hj表示锚节点i到j的最少跳数,n为全部的锚节点数量;每个盲节点选择与本身最近锚节点的平均跳跃大小当作最小平均跳跃大小HopSizemin; 检测其与相对应锚节点之间的跳数,而以最少跳数乘上平均跳跃大小HopSizemin,得到盲节点到各锚节点的距离讯息di,di=HopSizemin×hopi其中hopi是盲节点距离锚节点i最少的跳数;以及将估测出的最短距离讯息设定为一参考距离,并广播;以及一位置估算步骤,是在该线上模式时进行,系利用最小-最大增量边界法(Distance vector-hop/Min-max approach with increased boundary,DV-hop/Min-max(IB))以估算该等盲节点的位置,且该最小-最大增量边界法包括:判断该盲节点到相对应锚节点之间的距离讯息是否为该参考距离;如果不是该参考距离,则利用下公式计算该锚节点的一增量边界,IBi=[xi-(di+△d)iyi-(di+△d)]×[(xi+(di+△d)iyi+(di+△d)]其中IBi为该增量边界;如果是该参考距离,则利用下公式计算该锚节点的一参考增量边界IBref,IBref=[xref-(dref+△d)iyk-(dref+△d)]×[(xref+(dref+△d)iyref+(dref+△d)]其中△d为该定位误差,dref为该参考距离,IBref为该参考增量边界;利用以下限制条件,xi-(di+△d)xref+(dref+△d);yi-(di+△d)yref+(dref+△d);xi+(di+△d)xref-(dref+△d);yi+(di+△d)yref+(dref+△d)以及以下公式,找出该参考增量边界与其他参考增量边界的一共同交集区块之一面积,S=[max{(xi-(di+△d)),(xref-(dref+△d))},max{(yi-(di+△d)),(yref-(dref+△d))}]×[min{xi+(di+△d)),(xref+(dref+△d))},min{(yi+(di+△d)),(yref+(dref+△d))}]其中S为该面积;以及并藉以下公式计算该共同交集区块的一中心点座标,当作该盲节点的位置讯息,其中为该中心点座标。
地址 台北市大安区忠孝东路3段1号