发明名称 水下认知声学网络中一种针对海洋哺乳动物的定位方法
摘要 本发明涉及水下认知声学网络中一种针对海洋哺乳动物的定位方法,该方法中,包括四个位置已知且固定的锚节点A、B、C、D,海洋哺乳动物S的坐标未知,四个锚节点监听网络状况,当海洋哺乳动物发出声信号时,四个锚节点接收声信号,并测得接收信号的功率,然后四个锚节点广播自己的坐标信息及接收到的信号功率,对于此范围内的每一个可能的发声功率,经过验证,获得潜在的位置坐标及所对应的可能的发声功率;从中筛选获得位置坐标。本发明在水下认知声学网络中,可以有效地估计出海洋哺乳动物的坐标。
申请公布号 CN104142488A 申请公布日期 2014.11.12
申请号 CN201410364564.3 申请日期 2014.07.28
申请人 天津大学 发明人 金志刚;姚贵丹;苏毅珊
分类号 G01S5/06(2006.01)I 主分类号 G01S5/06(2006.01)I
代理机构 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人 程毓英
主权项 水下认知声学网络中一种针对海洋哺乳动物的定位方法,该方法中,包括四个位置已知且固定的锚节点A、B、C、D,海洋哺乳动物S的坐标未知,四个锚节点监听网络状况,当海洋哺乳动物发出声信号时,四个锚节点接收声信号,并测得接收信号的功率,然后四个锚节点广播自己的坐标信息及接收到的信号功率,设海洋哺乳动物的发声功率范围是[α,β],单位是W;发声功率间隔为ΔW,对于此范围内的每一个可能的发声功率,执行下列的步骤一至步骤四:步骤一,根据A,B,C,D各个锚节点接收到的接收功率,计算锚节点A,B,C,D到海洋哺乳动物S的距离D<sub>a</sub>,D<sub>b</sub>,D<sub>c</sub>,D<sub>d</sub>;步骤二,判断D<sub>a</sub>,D<sub>b</sub>,D<sub>c</sub>,D<sub>d</sub>是否满足基本的三角形条件;若满足,继续进行下面的检测,否则结束对此可能的发声功率的检测;步骤三,利用D<sub>a</sub>,D<sub>b</sub>,D<sub>c</sub>,D<sub>d</sub>进行定位,如果能定位成功,获得潜在的位置坐标,继续下面的检验;否则,结束对此可能的发声功率的检测;步骤四,验证潜在的位置坐标是否满足初始的接收功率,即验证在一定的精确度限定下,该潜在的位置坐标是否在以A、B、C、D各个锚节点为球心,以各个锚节点分别到海洋哺乳动物S的距离为半径的4个球面上;若该潜在的位置坐标满足要求,则比较潜在的位置到各个球面的距离误差,记录此时的最大差值ε,并暂时保存此可能的发声功率和对应的潜在位置坐标;步骤五,检测完发声功率范围内的每一个功率后,可能出现三种情况:1)只检测到一组可能的发声功率和对应的潜在位置坐标满足条件,即为海洋哺乳动物的发声功率和海洋哺乳动物位置;2)没有检测到符合条件的可能的发声功率和对应的潜在位置坐标,可能是由于所采用的利用D<sub>a</sub>,D<sub>b</sub>,D<sub>c</sub>,D<sub>d</sub>进行定位的定位方法存在定位盲区,无法定位;3)多组可能的发声功率和对应的潜在位置坐标满足条件,此时可对海洋哺乳动物的速度做出估计,判断速度是否符合实际情况,若不符合实际情况,舍去;如果经验证后,还有多个坐标满足条件,则选取ε值最小的那个。
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