[发明专利]一种高精度定位方法及传感器

说明书

本发明公开了一种高精度定位方法及传感器，其定位方法包括以下步骤：步骤一、设立检测区域，将利用多个锚节点进行未知节点位置估计的问题进行转化：假设锚节点P1(X1,Y1)、P2(X2,Y2)...Pn(Xn，Yn)，未知节点P(x,y)，真实距离为r1，r2，...rn，传感器测距误差范围分别为ε1，ε2，...εn，锚节点到未知节点的测量距离分别为d1，d2，...dn；本发明基于干涉效应的WSN的定位方法仅需在各个接收节点测量接收信号相位即可实现分布式定位，具有设备简单，定位精度高，功耗低的优势，能够满足用户对设备进行定位的需求。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种高精度定位方法及传感器。

背景技术

无线通信技术广泛应用于电子设备，一旦开启电子设备中的无线连接器，即可侦测附近的无线设备，例如智能手机在打开蓝牙后即会显示附近的蓝牙设备及设备的信号强度；移动电子设备的无线模块的搜索单元可以通过程序控制维持在连续扫描模式，在该连续扫描模式中，设备搜索附近的可用无线信号设备并进行定位，虽然使用连续扫描模式通常不需要用户干预，但是连续扫描模式可能是高功率密集的，不仅电量消耗过大且定位精度不高，不能满足用户对设备的定位需求，为此我们提出了一种高精度定位方法及传感器。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高精度定位方法及传感器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高精度定位方法，包括以下步骤：

步骤一、设立检测区域，将利用多个锚节点进行未知节点位置估计的问题进行转化：假设锚节点P1(X1,Y1)、P2(X2,Y2)...Pn(Xn，Yn)，未知节点P(x,y)，真实距离为r1，r2，...rn，传感器测距误差范围分别为ε1，ε2，...εn，锚节点到未知节点的测量距离分别为d1，d2，...dn；

步骤二、诊断是否为初次定位；

步骤三、建立模型，在一个由N个传感器节点组成的无线传感器网络中，全部节点随机部署，通过节点测量某个未知的目标源发射的声音信号能量建立能力模型；

步骤四、模块封装；

步骤五、干涉定位，通过增加不同位置网关发射节点，在不同时隙内，发射单音信号，便可以得到若干个以网关节点为焦点的双曲线方程，联立求解便可以求得待定位节点的位置信息；

步骤六、节点振动周期测量，接收节点通过对干涉信号进行平方处理后并通过低通滤波器后会得到节点的振动周期次数。

作为本技术方案的进一步优选的：在所述步骤二中，判断是否为初次定位，如果是初次定位，则通过UWB超宽带三维算法计算出二维坐标以及高度值，然后将数据保持，如果不是初次定位，则获取之前保持的二维坐标以及高度值，然后通过UWB超宽带更新高度值。

作为本技术方案的进一步优选的：在所述步骤三中，传感器节点接收到的声音信号能量数学模型为：

其中，Yt为第i个传感器接收到的总能量，Yst表示目标源的能量传递到第i个节点时的能量衰减值，S表示第i个传感器的增益，S表示目标声源的能量值，d1表示第i个传感器到目标的距离。

作为本技术方案的进一步优选的：在所述步骤五中，网关锚节点A发射的单音信号：

S₁＝Acos(2πf₁t+φ₁) (1)

网关锚节点B发射的单音信号：

S₂＝Bcos(2πf₂t+φ₂) (2)