專利名稱：一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法。

背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)節(jié)點定位在物流管理、動物跟蹤、安防及軍事偵察等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
WSN的研究起源于20世紀(jì)70年代。最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著無線通信技術(shù)，微芯片制造等技術(shù)的進(jìn)步，WSN的研究在多種應(yīng)用方面取得了重大進(jìn)展。《MIT技術(shù)評論》將WSN列于十種改變未來世界新興技術(shù)之首，美國《今日防務(wù)》雜志更認(rèn)為WSN的應(yīng)用和發(fā)展，將引起一場劃時代的軍事技術(shù)革命和未來戰(zhàn)爭的變革。
現(xiàn)有技術(shù)中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，如歐洲專利局公開了申請?zhí)枮閃O2007002286，名稱為“Scable Sensor Localization for Wireless SensorNetworks”發(fā)明專利申請。該定位方法采用基于規(guī)則的自適應(yīng)方法進(jìn)行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位。該方法通過對求解的問題進(jìn)行細(xì)分后，采用幾何優(yōu)化算法一半定規(guī)劃松弛模型來進(jìn)行求解。
中國專利局公開了申請?zhí)枮?00610087258.5，名稱為“一種對傳感器節(jié)點精確定位的方法”，其采用基于聚集度參量的分簇機(jī)制，構(gòu)建定位的協(xié)作節(jié)點組，在確定協(xié)作節(jié)點組質(zhì)心后，通過測量組內(nèi)待定位節(jié)點相對于協(xié)作節(jié)點組質(zhì)心的信號到達(dá)角，來確定各個傳感器節(jié)點與協(xié)作節(jié)點組質(zhì)心之間的坐標(biāo)關(guān)系，從而實現(xiàn)傳感器節(jié)點的定位。
其他的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，還有質(zhì)心方法、Amorphous、APS、最小二乘定位方法和多尺度分析定位方法等等。
但是，盡管涌現(xiàn)出眾多傳感器節(jié)點定位方法，但傳統(tǒng)的定位迭代求精方法直接對代價函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化求解，無論是有加權(quán)的形式還是無加權(quán)的形式，都沒有很好的考慮網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實際的物理分布，僅是從數(shù)學(xué)的角度對代價函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化求解，因此其定位精度相對較低，且部分方法存在計算和通信開銷較大之不足，難以滿足節(jié)點定位的高精度要求。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題在于提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高精度的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法。
為實現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，包括下列步驟 步驟A，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各局部構(gòu)建局部相對坐標(biāo)系； 步驟B，將各個局部相對坐標(biāo)進(jìn)行融合，得到所有節(jié)點的全局相對坐標(biāo)，并使用位置信息已知的信標(biāo)節(jié)點，把全局相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成全局絕對坐標(biāo)； 步驟C，獲得所有節(jié)點的全局絕對初始坐標(biāo)后，進(jìn)行節(jié)點定位迭代求精。
所述步驟A中，所述為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各局部構(gòu)建局部相對坐標(biāo)系，是通過MDS(C)方法或者ABC方法實現(xiàn)的。
所述步驟B中，所述將各個局部相對坐標(biāo)進(jìn)行融合，是使用增量貪婪地圖融合方法實現(xiàn)的。
所述增量貪婪地圖融合方法采用串型順序?qū)植康貓D進(jìn)行融合。
所述增量貪婪地圖融合方法采用串型順序?qū)植康貓D進(jìn)行融合，包括下列步驟 隨機(jī)挑選1個節(jié)點，把該節(jié)點的局部地圖作為核心地圖； 每次選擇與核心地圖擁有最多相同節(jié)點的鄰居地圖依次進(jìn)行融合，直到核心地圖覆蓋整個網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)建起全局相對坐標(biāo)系。
所述與核心地圖擁有最多相同節(jié)點的鄰居地圖依次進(jìn)行融合，包括下列步驟 兩個局部地圖融合的變換矩陣使用最佳線性變換方法獲得，即使用最小二乘法最小化共同節(jié)點的坐標(biāo)變換誤差，來獲得變換矩陣，然后把其中一個地圖變換到另一個地圖上； 所述變換包括平移、旋轉(zhuǎn)、鏡像以及縮放。
所述步驟C中，所述節(jié)點定位迭代求精，包括下列步驟 步驟C1，利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信半徑這一物理特征，根據(jù)節(jié)點二跳鄰居的限制性條件以及未知節(jié)點與二跳鄰居間的歐式距離是否滿足該限制性條件，計算懲罰函數(shù)值； 步驟C2，選擇不滿足限制性條件的二跳鄰居，構(gòu)建相應(yīng)的懲罰項，確定節(jié)點的局部代價函數(shù)； 步驟C3，使用變尺度法最優(yōu)化求解局部代價函數(shù)，獲得節(jié)點的求精后坐標(biāo)以及當(dāng)前局代價函數(shù)值； 步驟C4，計算全局代價函數(shù)； 步驟C5，若全局代價函數(shù)值滿足停止要求，則停止迭代；否則，廣播節(jié)點當(dāng)前的求精坐標(biāo)，并轉(zhuǎn)向步驟C1，重新計算。
所述步驟C1和C2之間還包括下列步驟 步驟C1’，對節(jié)點的直接鄰居，依據(jù)其距離節(jié)點的遠(yuǎn)近不同進(jìn)行高斯加權(quán)，采用高斯函數(shù)為節(jié)點的直接鄰居賦權(quán)值； 其中，

為測距， 所述步驟C2中，包括下列步驟 對于不滿足限制性條件的二跳鄰居節(jié)點，按下式進(jìn)行懲罰；其中Ni為節(jié)點i的不包括1跳鄰居的2跳鄰居集合，dmin和dmax分別為二跳鄰居節(jié)點滿足的限制性條件； 所述懲罰函數(shù)為 。
所述步驟C3，包括下列步驟 步驟C31，給定節(jié)點初始坐標(biāo)xi(1)，允許誤差ε； 步驟C32，設(shè)k＝1，置Hk＝I(與節(jié)點坐標(biāo)向量維數(shù)相同的單位矩陣)，并計算局部代價函數(shù)Si在xi(k)處的梯度； 步驟C33，令d(k)＝-Hkgk，并檢驗當(dāng)前值是否滿足收斂準(zhǔn)則，若，則停止迭代，輸出xi(k)；否則繼續(xù)步驟C34； 步驟C34，從xi(k)出發(fā)，沿方向d(k)搜索，求步長λk，使它滿足，令； 步驟C35，如果k＝2，則令，返回步驟C32；否則，進(jìn)行步驟C36 步驟C36，令q(k)＝gk+1-gk，利用變尺度法設(shè)置校正矩陣ΔH，得出Hk+1＝Hk+ΔH；置k＝k+1，返回步驟C33。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，在目標(biāo)代價函數(shù)中，引入節(jié)點先驗通信范圍物理條件，綜合考慮二跳鄰居節(jié)點必須滿足的最遠(yuǎn)最近距離(基于坐標(biāo)計算的歐氏距離)限制條件，對于不滿足限制性約束條件的鄰居，通過在目標(biāo)代價函數(shù)中構(gòu)建的懲罰函數(shù)進(jìn)行懲罰。該定位方法物理含義清晰、與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布弱相關(guān)，具有計算及通信開銷較少和定位精度高的特點。
該方法綜合考慮網(wǎng)絡(luò)節(jié)點二跳鄰居必須滿足的先驗性最遠(yuǎn)最近距離條件，采用變尺度法(DFP方法)，對目標(biāo)代價函數(shù)進(jìn)行最小化優(yōu)化，實現(xiàn)未知節(jié)點坐標(biāo)的迭代求精。該方法具有計算簡單、物理含義明確等特點，綜合考慮了節(jié)點通信范圍這一物理限制因素，與無線傳感器節(jié)點計算、存儲及能量等資源受限特點相適應(yīng)。



圖1為本發(fā)明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法流程圖。

具體實施例方式 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其針對現(xiàn)有定位方法存在的不足，提出了一種基于二跳限制性條件的分布式節(jié)點定位方法，該方法通過引入部署時的先驗二跳鄰居節(jié)點間滿足的最小最大距離(基于坐標(biāo)計算的歐氏距離)限制性條件，在節(jié)點局部代價函數(shù)中引入相應(yīng)的懲罰項，迫使負(fù)梯度搜索往節(jié)點真實位置方向前進(jìn)，從而減少定位誤差。
為了克服傳統(tǒng)定位求精方法精度不高以及未充分考慮節(jié)點二跳鄰居分布限制而造成節(jié)點定位偏差等不足，本發(fā)明綜合地考慮了節(jié)點二跳鄰居的最遠(yuǎn)最近距離(基于坐標(biāo)計算的歐氏距離)限制性條件，對于不滿足限制性條件的節(jié)點二跳鄰居，在局部代價函數(shù)中加入相應(yīng)的懲罰項，對局部代價函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的懲罰。另外，對于節(jié)點的直接鄰居，根據(jù)其距離的遠(yuǎn)近，通過高斯函數(shù)賦予不同的權(quán)值，確定其在局部代價函數(shù)中的貢獻(xiàn)。
本發(fā)明提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，如圖1所示，包括以下步驟 步驟S100，使用多維尺度分析(Multidimensional Scaling(Classical)，MDS(C))方法或ABC(Assumption Based Coordinates)方法為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各個局部構(gòu)建局部相對坐標(biāo)系； 步驟S200，使用增量貪婪地圖融合方法將各個局部相對坐標(biāo)系進(jìn)行融合，得到全局相對坐標(biāo)，并使用位置信息已知的信標(biāo)節(jié)點，把全局相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成全局絕對坐標(biāo)； 當(dāng)未知節(jié)點構(gòu)建了局部坐標(biāo)系后，以增量貪婪地圖融合方法，采用串型順序?qū)植康貓D進(jìn)行融合。
首先隨機(jī)挑選1個節(jié)點，把該節(jié)點的局部地圖作為核心地圖； 然后每次選擇與核心地圖擁有最多相同節(jié)點的鄰居地圖依次進(jìn)行融合，直到核心地圖覆蓋整個網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)建起全局相對坐標(biāo)系。
其中，兩個局部地圖融合的變換矩陣使用最佳線性變換方法獲得，即使用最小二乘法最小化共同節(jié)點的坐標(biāo)變換誤差，來獲得變換矩陣，然后把其中一個地圖變換到另一個地圖上。
該變換包括平移、旋轉(zhuǎn)、鏡像以及縮放。
采用最佳線性變換方法，能較好地抑制地圖融合過程中的定位誤差擴(kuò)散。
步驟S300，在全局初始坐標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行迭代求精 具體地，步驟S300包括下列步驟 步驟S310，利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信半徑這一物理特征，根據(jù)節(jié)點二跳鄰居的限制性條件，即二跳鄰居的最遠(yuǎn)最近距離，并根據(jù)未知節(jié)點與二跳鄰居間的歐式距離是否滿足該限制性條件，計算懲罰函數(shù)值。
所述節(jié)點二跳鄰居的限制性條件為根據(jù)節(jié)點到其二跳鄰居的基于坐標(biāo)距離是否滿足最遠(yuǎn)最近距離。對于不滿足限制性條件的二跳鄰居節(jié)點，在代價函數(shù)中相應(yīng)地增加對應(yīng)的懲罰項，限制節(jié)點的位置坐標(biāo)向正確的位置移動，以避免節(jié)點定位的偏差。
對于不滿足限制性條件的二跳鄰居節(jié)點，按懲罰函數(shù)，即式(1)進(jìn)行懲罰，其中Ni為節(jié)點i的2跳鄰居集合(不包括1跳鄰居)，dmin和dmax分別為二跳鄰居節(jié)點滿足的限制性條件，即二跳鄰居的最近最遠(yuǎn)距離。
所述懲罰函數(shù)為 步驟S320，對節(jié)點的直接鄰居，依據(jù)其距離節(jié)點的遠(yuǎn)近不同進(jìn)行高斯加權(quán)，采用高斯函數(shù)(

為測距，)為節(jié)點的直接鄰居賦權(quán)值； 本發(fā)明采用高斯核(其中)加權(quán)機(jī)制，對節(jié)點的直接鄰居，依據(jù)其距離節(jié)點的遠(yuǎn)近不同進(jìn)行高斯加權(quán)。該加權(quán)函數(shù)實現(xiàn)簡單，魯棒性較好。
步驟S330，定義全局目標(biāo)代價函數(shù)，將其分解為局部目標(biāo)代價函數(shù)之和，把未知節(jié)點坐標(biāo)迭代求精過程轉(zhuǎn)化為節(jié)點局部目標(biāo)代價函數(shù)最優(yōu)化過程。首先確定節(jié)點的局部代價函數(shù)，如式(2)所示 步驟S340，使用變尺度法(Davidon Fletcher Powell，DFP)最優(yōu)化求解局部代價函數(shù)，如式(2)所示，獲得節(jié)點的求精后坐標(biāo)以及當(dāng)前局部代價函數(shù)值Si； 具體地，所述步驟S340包括如下步驟 步驟S341，給定節(jié)點初始坐標(biāo)xi(1)，允許誤差ε； 步驟S342，設(shè)k＝1，置Hk＝I(與節(jié)點坐標(biāo)向量維數(shù)相同的單位矩陣)，并計算局部代價函數(shù)Si在xi(k)處的梯度； 步驟S343，令d(k)＝-Hkgk，并檢驗當(dāng)前值是否滿足收斂準(zhǔn)則，若，則停止迭代，輸出xi(k)；否則繼續(xù)步驟S344； 步驟S344，從xi(k)出發(fā)，沿方向d(k)搜索，求步長λk，使它滿足，令；； 步驟S345，如果k＝2，則令，返回步驟S342；否則，進(jìn)行步驟S346 步驟S346，令，，q(k)＝gk+1-gk，利用DEP方法設(shè)置校正矩陣ΔH，，得出Hk+1＝Hk+ΔH；置k＝k+1，返回步驟S343； 步驟S350，計算全局代價函數(shù)S，如式(3)所示 步驟S360，若全局代價函數(shù)值S滿足停止要求，則停止迭代；否則，廣播節(jié)點當(dāng)前的求精坐標(biāo)，并轉(zhuǎn)向步驟S310，重新計算。
所述廣播是現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)有技術(shù)，因此在本發(fā)明實施例中不再一一詳細(xì)描述。
作為一種可實施方式，可以通過計算機(jī)軟件實現(xiàn)本發(fā)明的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其算法過程如下 輸入

m，ε，dmin，dmax 利用ABC方法或MDS(C)構(gòu)建局部初始相對坐標(biāo) 將局部相對坐標(biāo)融合成全局相對坐標(biāo) 將全局相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成全局絕對坐標(biāo)X(0) 初始化置k＝0，計算初始S(0) While S(k+1)-S(k)＞ε k←k+1 for i＝1:n計算直接鄰居權(quán)值ωij 對于不滿足最遠(yuǎn)最近距離的二跳鄰居計算懲罰項f(xi)采用DFP方法最優(yōu)化局部代價函數(shù)，獲得節(jié)點坐標(biāo)xi(k)計算局部代價函數(shù)值，并更新全局代價函數(shù)值 將更新后的節(jié)點坐標(biāo)廣播給鄰居將局部代價函數(shù)值S(k)發(fā)送給節(jié)點(i+1)(mod n) end for end while 本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，是基于優(yōu)化目標(biāo)代價函數(shù)、考慮節(jié)點二跳鄰居分布限制性條件的節(jié)點高精度定位方法，其利用節(jié)點二跳鄰居必須滿足的最遠(yuǎn)最近距離限制性條件，在目標(biāo)代價函數(shù)中引入相應(yīng)懲罰項，對不滿足二跳鄰居最遠(yuǎn)最近距離限制條件的二跳鄰居節(jié)點(基于坐標(biāo)計算的歐氏距離)，在優(yōu)化迭代過程中進(jìn)行懲罰，迫使節(jié)點往滿足這一限制性條件的方向移動，從而提高定位精度；該定位方法還根據(jù)節(jié)點距離直接鄰居的遠(yuǎn)近，相應(yīng)賦予鄰居不同的全局代價函數(shù)權(quán)值，增加距離較近節(jié)點在定位優(yōu)化計算中的貢獻(xiàn)度，實現(xiàn)節(jié)點的高精度定位。其為了考慮節(jié)點的物理分布限制特性，獲得更高精度的定位求精結(jié)果，本發(fā)明在代價函數(shù)中加入了懲罰項，以懲罰不滿足節(jié)點二跳鄰居最遠(yuǎn)最近距離(基于坐標(biāo)計算的歐氏距離)的鄰居節(jié)點，即在傳統(tǒng)代價函數(shù)的基礎(chǔ)上，增加考慮了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的實際物理分布限制，避免了節(jié)點定位的偏差。其采用高斯函數(shù)作為直接鄰居權(quán)值計算的依據(jù)，計算簡單，而且綜合地考慮了測距誤差隨著距離的增大而增大的特性。
通過以上結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的描述，本發(fā)明的其它方面及特征對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。
以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述和說明，這些實施例應(yīng)被認(rèn)為其只是示例性的，并不用于對本發(fā)明進(jìn)行限制，本發(fā)明應(yīng)根據(jù)所附的權(quán)利要求進(jìn)行解釋。
權(quán)利要求
1. 一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其特征在于，包括下列步驟
步驟A，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各局部構(gòu)建局部相對坐標(biāo)系；
步驟B，將各個局部相對坐標(biāo)進(jìn)行融合，得到所有節(jié)點的全局相對坐標(biāo)，并使用位置信息已知的信標(biāo)節(jié)點，把全局相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成全局絕對坐標(biāo)；
步驟C，獲得所有節(jié)點的全局絕對初始坐標(biāo)后，進(jìn)行節(jié)點定位迭代求精。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述步驟A中，所述為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各局部構(gòu)建局部相對坐標(biāo)系，是通過MDS(C)方法或者ABC方法實現(xiàn)的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述步驟B中，所述將各個局部相對坐標(biāo)進(jìn)行融合，是使用增量貪婪地圖融合方法實現(xiàn)的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述增量貪婪地圖融合方法采用串型順序?qū)植康貓D進(jìn)行融合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述增量貪婪地圖融合方法采用串型順序?qū)植康貓D進(jìn)行融合，包括下列步驟
隨機(jī)挑選1個節(jié)點，把該節(jié)點的局部地圖作為核心地每次選擇與核心地圖擁有最多相同節(jié)點的鄰居地圖依次進(jìn)行融合，直到核心地圖覆蓋整個網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)建起全局相對坐標(biāo)系。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述與核心地圖擁有最多相同節(jié)點的鄰居地圖依次進(jìn)行融合，包括下列步驟
兩個局部地圖融合的變換矩陣使用最佳線性變換方法獲得，即使用最小二乘法最小化共同節(jié)點的坐標(biāo)變換誤差，來獲得變換矩陣，然后把其中一個地圖變換到另一個地圖上；
所述變換包括平移、旋轉(zhuǎn)、鏡像以及縮放。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述步驟C中，所述節(jié)點定位迭代求精，包括下列步驟
步驟C1，利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信半徑這一物理特征，根據(jù)節(jié)點二跳鄰居的限制性條件，并根據(jù)未知節(jié)點與二跳鄰居間的歐式距離是否滿足限制性條件，計算懲罰函數(shù)值；
步驟C2，選擇不滿足限制性條件的二跳鄰居，構(gòu)建相應(yīng)的懲罰項，確定節(jié)點的局部代價函數(shù)；
步驟C3，使用變尺度法最優(yōu)化求解局部代價函數(shù)，獲得節(jié)點的求精后坐標(biāo)以及當(dāng)前局代價函數(shù)值；
步驟C4，計算全局代價函數(shù)；
步驟C5，若全局代價函數(shù)值滿足停止要求，則停止迭代；否則，廣播節(jié)點當(dāng)前的求精坐標(biāo)，并轉(zhuǎn)向步驟C1，重新計算。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述步驟C1和C2之間還包括下列步驟
步驟C1’，對節(jié)點的直接鄰居，依據(jù)其距離節(jié)點的遠(yuǎn)近不同進(jìn)行高斯加權(quán)，采用高斯函數(shù)為節(jié)點的直接鄰居賦權(quán)值；
其中，
為測距，。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述步驟C1中，確定二跳鄰居間滿足的最遠(yuǎn)和最近距離限制，包括下列步驟
對于不滿足限制性條件的二跳鄰居節(jié)點，按下式進(jìn)行懲罰；其中Ni為節(jié)點i的不包括1跳鄰居的2跳鄰居集合，dmin和dmax分別為二跳鄰居節(jié)點滿足的限制性條件；
所述懲罰函數(shù)為
。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述步驟C3，包括下列步驟
步驟C31，給定節(jié)點初始坐標(biāo)xi(1)，允許誤差ε；
步驟C32，設(shè)k＝1，置Hk＝I(與節(jié)點坐標(biāo)向量維數(shù)相同的單位矩陣)，并計算局部代價函數(shù)Si在xi(k)處的梯度；
步驟C33，令d(k)＝-Hkgk，并檢驗當(dāng)前值是否滿足收斂準(zhǔn)則，若，則停止迭代，輸出xi(k)；否則繼續(xù)步驟C34；
步驟C34，從xi(k)出發(fā)，沿方向d(k)搜索，求步長λk，使它滿足令；；
步驟C35，如果k＝2，則令，返回步驟C32；否則，進(jìn)行步驟C36；
步驟C36，令，，q(k)＝gk+1-gk，利用變尺度法設(shè)置校正矩陣ΔH，得出Hk+1＝Hk+ΔH；置k＝k+1，返回步驟C33。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法，包括下列步驟步驟A，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各局部構(gòu)建局部相對坐標(biāo)系；步驟B，將各個局部相對坐標(biāo)進(jìn)行融合，得到所有節(jié)點的全局相對坐標(biāo)，并使用位置信息已知的信標(biāo)節(jié)點，把全局相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成全局絕對坐標(biāo)；步驟C，獲得所有節(jié)點的全局絕對初始坐標(biāo)后，進(jìn)行節(jié)點定位迭代求精。其克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高精度的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位方法。
文檔編號H04W64/00GK101251592SQ20081010312
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者羅海勇, 方 趙, 權(quán) 林, 朱珍民, 哲 何 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所, 北京郵電大學(xué)