室内停车场环境下基于ZigBee网络的车辆定位方法

摘要

本发明公开了一种室内停车场环境下基于ZigBee网络的车辆定位方法，该方法通过在室内停车场内建立ZigBee无线传感网络，并对该网络进行分时分区域的划分来计算待定位车辆与定位终端结点间的距离，提高了距离的计算精度，进而提高了车辆定位的精度，有助于实现在室内停车场环境下对车辆的快速、准确引导。

主权项

室内停车场环境下基于ZigBee网络的车辆定位方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1：在室内停车场内设置ZigBee无线传感网络系统，ZigBee无线传感网络系统，包括一个ZigBee网络，在ZigBee网络中设置一个中心结点、若干个路由器结点以及数量更多的终端结点，终端结点包括用于对待定位车辆进行定位的定位终端结点；待定位车辆的驾乘者持有智能手机，智能手机上配有ZigBee模块，待定位车辆通过智能手机发出定位请求；步骤2：按照室内停车场中车位的分布，对上述定位终端结点进行区域划分，使之划分成若干个互不重叠的区域，并对各区域进行编号，每个区域呈三角形或四边形，定位终端结点安装在每个三角形或四边形的顶点上，各区域中，每个定位终端结点和与其临近的两个定位终端结点进行直接通信；步骤3：对上述每个区域的各定位终端结点的坐标进行精确测量后计算相邻两顶点间的距离，并根据下式推算得出区域中某一个定位终端结点周围环境的两个待定常数a_i、n_i：$\left\{\begin{array}{c}{\overline{\mathrm{RSSI}}}_{i1}\left[\mathrm{dBm}\right]=-(a_i+10n_i·\lg d_{i1})\\ {\overline{\mathrm{RSSI}}}_{i2}\left[\mathrm{dBm}\right]=-(a_i+10n_i·\lg d_{i2})\end{array}\right.$其中，d_i1和d_i2为区域中第i个定位终端结点与周围第1个和第2个相邻定位终端结点间的距离，和为区域中第i个定位终端结点收到周围第1个和第2个相邻定位终端结点所发送信号的平均功率；步骤4：根据计算出的距离值d_i1和d_i2，以及测量值和计算出a_i和n_i，并将区域内所有定位终端结点的a_i和n_i取平均作为该区域内a和n的取值，得出：$\left\{\begin{array}{c}\bar{a}=\frac{1}{L}\underset{i=1}{\overset{L}{\Sigma }}{a}_i\\ \bar{n}=\frac{1}{L}\underset{i=1}{\overset{L}{\Sigma }}{n}_i\end{array}\right.$其中，和为该区域内两个待定常数的平均值，L为该区域内定位终端结点的个数；当在停车场的入口或出口处检测到有车辆进入或离开时，由中心结点通过路由器结点向各定位终端结点发出命令，各定位终端结点与邻近的定位终端结点通信，对a_i和n_i的值进行更新，并重新计算得出的待定常数和待定位车辆提出定位请求后，所有与其处于能直接通信范围内的定位终端结点都会做出响应，向待定位车辆发送定位终端结点所处区域的a和n的平均值，因某些定位终端结点通常被划分至多个区域，所以这类定位终端结点会发送多个a和n的平均值以及所对应区域的编号，待定位车辆的智能手机接收到附近的定位终端结点反馈的信息后，选择编号出现次数最多的区域进行下一步骤；步骤5：通过下式计算进入某区域的待定位车辆与选定区域的定位终端结点间的距离d，$d_i={10}^{-\frac{(\bar{a}+{\overline{\mathrm{RSSI}}}_i)}{10\bar{n}}}$其中，a和n取步骤4中的平均值，为接收信号平均功率。步骤6：计算出3个以上上述的待定位车辆与定位终端结点间的距离后，通过三角形质心定位算法或极大似然估计法计算出待定位车辆的坐标。