[发明专利]基于Voronoi图的室外分组测试定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于Voronoi图的室外分组测试定位方法及系统，该方法包括以下步骤：在定位区域内随机分布多个已知位置的锚节点以及若干个未知位置的待定位节点；获取当前待定位节点接收到的锚节点广播的信标信息，判断当前待定位节点接收的信标消息个数是否大于0，若大于，则进入下一步定位过程；对所有锚节点进行多次随机分组，得到若干组锚节点；分别以每组锚节点作为母点构建Voronoi图；判断当前待定位节点在每个Voronoi图内的驻留区域；采用网格扫描法计算当前待定位节点的定位坐标；重复以上步骤，直到得到所有待定位节点的定位坐标。

技术领域

本公开涉及室外定位技术领域，具体涉及一种非测距的基于Voronoi图的分组测试定位方法及系统。

背景技术

定位技术作为一种无线传感器网络的关键技术，是目前该领域的热点研究问题之一。传感器节点的位置不仅是无线传感器网络应用的关键依据，一些重要的路由协议的设计同样基于节点位置信息。

目前最常用的一种是根据是否需要测量锚节点与待定位节点间的距离或角度等，将定位算法分为基于测距(range-based)的定位算法和非测距(range-free)的定位算法。

range-based定位算法是较早提出的一类定位算法，需要直接测量点对点的距离或角度信息，目前普遍采取的测距方法有基于到达信号时间的TOA，基于到达信号时间差的TDOA，基于到达角度的AOA，基于信号传播损耗模型的RSSI。此类定位算法定位精度较高，但需要携带特定的硬件设备，实施困难且成本较高。range-free定位算法，不需要测量点对点的距离和角度，大部分测距无关的算法通常基于网络连通性或者区域限制等实现位置估计此类算法实施简单，可扩展性较强，适用于低功耗、低成本的应用领域因此测距无关的定位算法目前备受关注。然而，在目前存在的range-free定位算法中，通常需要较高节点密度和锚节点密度，达到所需定位精度和定位覆盖率。因此，如何使用尽量少的锚节点实现更高精度的定位精度和定位覆盖率，以及降低定位能耗仍是待解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种基于Voronoi图的室外分组测试定位方法及系统，采用对数路径损耗模型下待定位节点接收到的信号强度，结合对锚节点的分组，构建每组锚节点的Voronoi图，判定待定位节点所属驻留区域，通过几何限制区域质心完成待定位节点的定位。

本公开一方面提供的基于Voronoi图的室外分组测试定位方法的技术方案是：

一种基于Voronoi图的室外分组测试定位方法，该方法包括以下步骤：

在定位区域内随机分布多个已知位置的锚节点以及若干个未知位置的待定位节点；

获取当前待定位节点接收到的锚节点广播的信标信息，判断当前待定位节点接收的信标消息个数是否大于0，若大于，则进入下一步定位过程；

对所有锚节点进行多次随机分组，得到若干组锚节点；

分别以每组锚节点作为母点构建Voronoi图；

判断当前待定位节点在每个Voronoi图内的驻留区域；

采用网格扫描法计算当前待定位节点的定位坐标；

重复以上步骤，直到得到所有待定位节点的定位坐标。

本公开另一方面提供的基于Voronoi图的室外分组测试定位系统的技术方案是：

一种基于Voronoi图的室外分组测试定位系统，该系统包括：

节点设置模块，用于在定位区域内随机分布多个已知位置的锚节点以及若干个未知位置的待定位节点；