[发明专利]一种室内空间定位方法

权利要求书

1.一种用于室内的空间定位方法，该方法是基于测距的；其特征在于，该方法主要包括以下步骤：

(1)为待定位的室内局部空间(S)建立三维直角坐标系O-xyz，并部署锚节点(N)、基站节点(B)，其中锚节点(N)是沿坐标方向部署的；

(2)基站节点(B)为局部空间(S)内的所有锚节点(N)建立测距补偿曲线，得到“锚节点ID-测距补偿曲线系数”列表，并存储于基站节点(B)中；

(3)未知节点(M)选取该局部空间(S)的三个坐标方向上的锚节点(N)作为定位锚节点；测距与各个定位锚节点的距离值，利用(2)中的“锚节点ID-测距补偿曲线系数”列表的数据，对这些测距值进行补偿，得到最终的测距值；

“锚节点ID-测距补偿曲线系数”列表生成步骤如下：

(1)各个锚节点(N)在本地测距与其他锚节点(N)的距离值，然后计算真实距离值，用真实值减去测距值得到一个测距补偿值，并加上对应的被测锚节点ID构成一条记录；当对其他所有锚节点(N)这样处理后，在本地锚节点中建立一个“被测锚节点ID-测距值-补偿值”列表并存储；

(2)各个锚节点(N)广播自己的本地“被测锚节点ID-测距值-补偿值”列表，基站节点(B)接受所有的锚节点(N)的列表值，按锚节点ID顺序排序并存储；

(3)基站节点(B)将被测锚节点ID相同的列表记录取出，以测距值为自变量、补偿值为因变量拟合成一条曲线，取被测锚节点ID以及曲线的系数组成一条记录，对所有锚节点(N)这样处理得到一个“锚节点ID-测距补偿曲线系数”的列表，存储在基站节点(B)中；

(4)在每个坐标方向上选择一组或多组定位锚节点组，利用定位算法计算出各个坐标方向上的分量值，从而构成了该未知节点(M)某时刻在该局部空间(S) 的坐标值。

2.根据权利要求1中所述的空间定位方法，其特征在于：锚节点(N)是沿坐标方向部署的，即沿着平行于坐标轴的直线部署，每条直线上至少部署2个锚节点(N)；每条直线上部署多个锚节点(N)，同时同一个坐标方向也可以形成多条直线。

3.根据权利要求1中所述的空间定位方法，其特征在于：测距值的补偿方法如下：未知节点进入局部空间并从基站节点获取到“锚节点ID-测距补偿曲线系数”列表数据；当未知节点(M)测距与一个锚节点之间的测距值后，根据锚节点ID查找存储在本地的“锚节点ID-测距补偿曲线系数”列表，找到该锚节点的测距补偿曲线的系数，生成一个曲线函数，带入测距值得到一个测距补偿值，与测距值相加得到最终的测距值。

4.根据权利要求1中所述的空间定位方法，其特征在于，用于定位的锚节点选取步骤如下：

(1)未知节点(M)在某个时间间隔内接受到局部空间(S)内某些锚节点的位置信息，由这些锚节点构成集合P；

(2)从集合P中分别找出与x，y，z坐标方向平行的同一直线上的锚节点集合，从中选出平行于同一坐标方向的集合构成一个集合，一共得到三个集合X，Y，Z，三个集合中的元素即为该坐标方向上某一条直线上的锚节点集合；三个集合记作： 其中A∈{X，Y，Z}；

(3)某一坐标方向对应集合A，依次取出该集合中的元素记为： 对这些锚节点按该坐标方向的分量值升序排列，并加入未知节点(M)对其的最终测距值，构成有序对 其中c_ij为锚节点 到未知节点 (M)的经测距补偿后的值，由这些值构成序列c＝(c_i1，c_i2，…c_ij)；若序列c中的值递增或递减变化，选取值最小的两个节点作为该坐标方向该直线的定位锚节点组，若非单调递变，找到中间突变的两个点作为两个基准点，分别向两边同时前进，计算测距差值并找到差值最小的两个锚节点作为该坐标方向该直线上用于定位的锚节点组；

(4)对各个坐标方向上的每条直线应用(3)中的方法确定一个用于定位的锚节点组，各坐标方向上所有直线所确定的定位锚节点组构成的集合为该坐标方向的定位锚节点集合。

5.根据权利要求1中所述的空间定位方法，其特征在于，定位算法为：对于某一个坐标方向上的定位锚节点集合，取集合中的每一个定位锚节点组，根据该组两个锚节点的已知坐标、最终测距值将未知节点(M)映射到两个锚节点所在的直线上，映射点的该坐标方向上的分量值为未知节点(M)的该坐标方向上的分量值；求出该未知节点(M)三个坐标方向上的坐标分量值，构成未知节点(M)在该局部空间(S)的坐标位置。