[发明专利]一种基于移动锚节点的室内三维空间定位系统和方法

权利要求书

1.一种基于移动锚节点的室内三维空间定位系统，其包括基站节点、路由节点、锚节点、盲节点，其特征在于：所述锚节点分成planeXY和planeYZ两个用以分别确定待定位盲节点的不同坐标的两个组。

2.如权利要求1所述的基于移动锚节点的室内三维空间定位系统，其特征在于：所述planeXY组中还包括路由节点，将planeXY组中的锚节点分成若干小组，a1，b1，c1，……s1，……，至少三个锚节点为一个小组。

3.如权利要求2所述的基于移动锚节点的室内三维空间定位系统，其特征在于：所述planeYZ组中还包括路由节点，将planeYZ组中的锚节点分成若干小组，a2，b2，c2，……s2，……，至少三个锚节点为一个小组。

4.一种如权利要求3所述的基于移动锚节点的室内三维空间定位方法，其包括如下步骤：

（1）在待定位局部空间内建立无线传感器网络，并且在该局部空间内选取合适位置建立三维直角坐标系O-XYZ，确定XOY平面和YOZ平面，其中XOY平面为水平平面，YOZ平面为竖直平面；

（2）将planeXY组内的锚节点全部部署在XOY平面内，将planeYZ组内的锚节点全部部署在YOZ平面内，所述每个平面内至少部署3个锚节点；

（3）确定XOY平面上各个锚节点的坐标，（x₁，y₁）、（x₂，y₂）、（x₃，y₃）……，确定YOZ平面上各个锚节点的坐标，（y₁^’，z₁）、（y₂^’，z₂）、（y₃^’，z₃）……；

（4）将XOY平面内的锚节点进行分组，命名为组a₁，b₁，c₁，……s₁，……，至少三个锚节点为一个小组，所述XOY平面内的锚节点分别沿竖直方向作周期性移动，将YOZ平面内的锚节点进行分组，命名为组a₂，b₂，c₂，……s₂，……，至少三个锚节点为一个小组，所述YOZ平面内的锚节点分别作水平方向周期性移动；

（5）待定位盲节点加入网络；

（6）在planeXY组中选取锚节点小组s₁，将小组中的各个锚节点进行竖直方向上的周期性移动，移动过程中获得每个锚节点每个周期测得的距离最小值，其中所述每个锚节点在一个周期内测得最小值时是在s₁^’区域中，此时这些锚节点组成的平面与水平平面平行且与待定位盲节点共面，10个周期后，分别对每个锚节点的10个最小值进行处理得到每个锚节点移动过程中的最优最小值，从而确定待定位盲节点的x，y_a坐标值，然后将坐标值x，y_a发送到基站节点；

（7）在planeYZ组中选取锚节点小组s₂，将小组中的各个锚节点进行水平方向上的周期性移动，移动过程中获得每个锚节点每个周期测得的距离最小值，其中所述每个锚节点在一个周期内测得最小值时是在s₂^’区域中，此时这些锚节点组成的平面与竖直平面平行且与待定位盲节点共面，10个周期后，分别对每个锚节点的10个最小值进行处理得到每个锚节点移动过程中的最优最小值，从而确定待定位盲节点的y_b，z坐标值，然后坐标值y_b，z发送到基站节点；

（8）基站节点接收到坐标值之后，将planeXY组和planeYZ组得到的待定位盲节点的（x，y_a）和（y_b，z）坐标值进行匹配，当y_a和y_b在定位误差允许范围之内，认为这两个坐标值同一个盲节点的坐标，取y_a和y_b的平均值y作为待定位盲节点的y坐标值，进而得到待定位盲节点的空间坐标（x，y，z）。