[发明专利]一种基于分簇的非规则Ad hoc网络节点自定位系统

权利要求书

1.基于分簇的非规则Ad hoc网络节点无线自定位方法，其特征在于通过以下步骤实现：

(1)各节点通过交互，完成基于相邻节点最大全局定位精度权重的分簇；

(2)各分簇建立局部坐标系，簇内节点采用Map-growing方法完成局部定位；

(3)各节点判断是否具备全局定位条件并采用Map-growing方法进行全局定位；

(4)各节点采用卡尔曼滤波完成本节点的位置求精和更新；

其中，各节点根据自身所有相邻节点的情况计算本节点权重，假设节点N拥有K个相邻 节点，记为{n_k k＝1，2，…，K}，并设N到n_k的测得距离为d_k；定义N与n_k间的定位因子 k＝1，2…，K；其中T(n_k)为n_k的类型参数，当n_k为锚节点时，T(n_k)＝1， 否则D为节点作用半径，其为预设常数，σ为距离加权因子；从p(N，n_k)中 选择3个最大值，设为p(N，n_k1)，p(N，n_k2)，p(N，n_k3)，并定义节点权重为： G(N)＝p(N，n_k1)·p(N，n_k2)·p(N，n_k3)；G(N)为N节点的全局定位精度，如果N的相邻节点 中存在三个锚节点，且距离较近，则G(N)较大，如果N的相邻节点中存在较少的锚节点或 与锚节点距离较远或者没有锚节点，则G(N)较小，当N的相邻节点不足三个时，G(N)＝0。

2.根据权利要求1所述的基于分簇的非规则Ad hoc网络节点无线自定位方法，其特征 在于：所述步骤(1)中的各节点通过交互，完成基于相邻节点最大权重的分簇方法如下：

(1.1)各节点根据自身所有相邻节点的情况计算本节点全局定位精度权重；

(1.2)各节点以本节点所有相邻节点为集合形成初始分簇，并自动成为相应初始分簇 的簇头；

(1.3)各初始分簇的簇头节点根据簇内节点全局定位精度权重计算本分簇全局定位能 力权重；

(1.4)各初始分簇的簇头节点获得各相邻节点作为簇头节点的初始分簇全局定位能力 权重，如果本节点的分簇全局定位能力权重高于所有相邻节点作为簇头的分簇全局定位能力 权重，则本初始分簇保留并作为最终分簇，否则取消本节点的分簇资格；

(1.5)对未能进入最终分簇的节点采用加权k近邻算法选择加入最终分簇。

3.根据权利要求1所述的基于分簇的非规则Ad hoc网络节点无线自定位方法：所述步 骤(2)中建立局部坐标系及簇内节点局部定位方法如下：

(2.1)各分簇簇头节点发起建立该分簇的初始局部坐标系，并由该初始局部坐标系的 三个节点发起局部的Map-growing算法流程，进行局部定位消息的发送和定位处理；

(2.2)各分簇簇头节点根据接收到的本分簇内的节点定位信息，选出定位精度高且已 完成全局和局部定位的节点，一旦满足局部坐标系的标定条件，则进行局部坐标系标定，而 后将标定后的信息发送给所有分簇内节点。

4.根据权利要求1所述的基于分簇的非规则Ad hoc网络节点无线自定位方法，其特征 在于：所述步骤(3)的全局定位方法如下：各分簇内节点一旦接收到局部坐标系的全局标 定信息，则根据标定信息将局部坐标转换到全局坐标，从而最终完成自身的全局定位。

5.根据权利要求4所述的基于分簇的非规则Ad hoc网络节点无线自定位方法，其特征 在于：所述局部坐标系的全局标定信息，包括：3个已全局定位节点的全局坐标及由局部定 位结果计算得到的本节点到上述3个节点的距离信息。