【摘要】 本发明公开了一种适用于无线传感器网络的三维自身定位方法，通过判断任意目标节点Mb是否位于由任意四个可见锚节点组成的四面体的内部，筛选出位置区域P，并计算所有位置区域P的重心集合，并以此重心集合G中所有元素的坐标的平均值作为目标节点Mb在无线传感器网络中的坐标位置。本发明三维自身定位方法无需复杂的测距设备和昂贵的外部设施，且通信协议相对简单，因此是一种低成本、低功耗的无线传感器网络三维自身定位方法。 微信 【专利类型】发明授权 【申请人】北京航空航天大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】100083 北京市海淀区学院路37号 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】海淀区 【申请号】CN200810101663.7 【申请日】2008-03-11 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101241176B 【公开公告日】2010-12-15 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101241176B 【授权公告日】2010-12-15 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G01S5/02 【发明人】刘玉恒; 蒲菊华; 张硕; 刘云璐; 乔治; 熊璋 【主权项内容】1.一种适用于无线传感器网络中目标节点位置的三维自身定位方法，其特征在于有下列定位步骤： 步骤一、拾取可见锚节点 无线传感器网络中的锚节点Aa向所述网络内的传感器节点广播信标消息S，能够接收到该信标消息S的目标节点Mb将所述锚节点Aa记为自身的可见锚节点Bba，并在所述目标节点Mb中保存可见锚节点信息SAa； 可见锚节点信息SAa是由锚节点Aa的标识号ID、锚节点Aa在网络内的位置信息(XAa，YAa，ZAa)和目标节点Mb接收到锚节点Aa广播信标消息S的信号强度RSSAa(简写为接收信号强度RSSAa)组成； 在无线传感器网络中锚节点与目标节点利用矩阵方式描述它们之间的可见锚节点关系： 其中 式中，A11表示矩阵中第1行的第1个元素，A1n表示矩阵中第1行的最后一个元素，Aw1表示矩阵中第w行的第1个元素，Awn表示矩阵中第w行的最后一个元素，Aij表示第j个锚节点与第i个目标节点的可见关系，dij表示目标节点到可见锚节点的距离，R表示锚节点向外发布信息的通信半径；在本发明中，Aij＝1表示第j个锚节点是第i个目标节点的可见锚节点，Aij＝0表示第j个锚节点不是第i个目标节点的可见锚节点； 步骤二、建立接收信号强度信息表 目标节点Mb与邻居节点Kk交换各自的可见锚节点信息SAa，从而获得目标节点Mb与邻居节点Kk关于可见锚节点Bba的接收信号强度信息表Ib；所述接收信号强度信息表Ib的内容为： 式中， 表示目标节点Mb的第i个可见锚节点的标识， 表示目标节点Mb的第i个可见锚节点的位置坐标， 表示目标节点Mb相对于Mb的第i个可见锚节点的接收信号强度， 表示目标节点Mb的第1个邻居节点相对于Mb的第i个可见锚节点的接收信号强度， 表示目标节点Mb的第2个邻居节点相对于Mb的第i个可见锚节点的接收信号强度， 表示目标节点Mb的第k个邻居节点相对于Mb的第i个可见锚节点的接收信号强度，其中，若目标节点Mb的第i个可见锚节点不是邻居节点Kk的可见锚节点，则 步骤三、构建四面体 在目标节点Mb的可见锚节点Bba中任意选取四个可见锚节点组成一个四面体，通过穷举，可见锚节点Bba能够组成的多个四面体记为四面体集合T； 步骤四、判断目标节点是否在一个四面体内部 采用点位于四面体内的近似法则F来获取包含目标节点Mb的四面体作为其在无线传感器网络中的位置区域P；所述点位于四面体内的近似法则F为 式中，m，n，p，q分别表示任意的四个可见锚节点，这四个可见锚节点组成一个四面体， 表示目标节点Mb关于第m可见锚节点的接收信号强度， 表示第k邻居节点关于第m可见锚节点的接收信号强度， 表示目标节点Mb关于第n可见锚节点的接收信号强度， 表示第k邻居节点关于第n可见锚节点的接收信号强度， 表示目标节点Mb关于第p可见锚节点的接收信号强度， 表示第k邻居节点关于第p可见锚节点的接收信号强度， 表示目标节点Mb关于第q可见锚节点的接收信号强度， 表示第k邻居节点关于第q可见锚节点的接收信号强度； 步骤五、选取坐标平均值 计算位置区域P的重心集合，并以此重心集合G中所有元素的坐标的平均值作为目标节点Mb在无线传感器网络中的坐标位置； 重心集合G＝{Gs|Gs，s＝1……np}，式中，np表示目标节点Mb的位置区域P所包含的四面体的数目，Gs表示目标节点Mb在位置区域P中的任意一个四面体的重心； 所述重心集合G中所有元素的坐标的平均值 的具体计算为： 【当前权利人】北京航空航天大学 【当前专利权人地址】北京市海淀区学院路37号 【统一社会信用代码】12100000400011227Y 【引证次数】5.0 【他引次数】5.0 【家族引证次数】5.0 【家族被引证次数】7
