[发明专利]一种用于网络的空间多传感器快速定位方法

权利要求书

1.一种用于网络的空间多传感器快速定位方法，根据多传感器网络中各探测节点的坐标位置及测距结果，选取能覆盖所有目标点位置的最小立方体区域，并进行栅格化；并将每个栅格中心点作为待选目标点，通过约束规则选取合适的待选目标点作为初始目标概位点，并以该点为中心点坐标，重新选取立方体覆盖区，迭代计算目标概位点坐标，直到立方体覆盖区的边长符合精度要求，此时得到的目标概位点即为目标位置，其步骤如下：

步骤一：根据已知探测节点位置，选取立方体覆盖区；

设有n个已知传感器探测节点，已获得n个探测节点位置和对目标点的测距结果，每个探测节点对应的可能目标位置是以此节点为中心，以到目标的测距结果为半径的球面上；选取最小的立方体覆盖区，以覆盖所有的可能目标点位置；

步骤二：栅格化立方体覆盖区，若立方体覆盖区边长为L，立方体边长等分值取值为a，则立方体覆盖区可栅格化为m个小立方体，其中m=a³，每个小立方体边长为L/a；以每个小立方体的中心点作为待选目标点T_j（j=1,2…m）；

步骤三：获取初始目标概位点，计算每个待选目标点与所有探测节点间的距离，选取待选目标点与探测节点间距离和探测节点已测目标距离的差的平方和最小的待选目标点作为初始目标概位点；

步骤四：以步骤三中获取的初始目标概位点为中心，将立方体边长减半，重新划定立方体覆盖区域，重复步骤二、三、四，迭代计算目标概位点位置，直到立方体覆盖区的边长符合精度要求，此时的目标概位点坐标即为目标点空间定位坐标；

其中，所述的步骤一中选取最小的立方体覆盖区，以覆盖所有可能目标点位置的；实现方法为：设n个已知传感器探测节点的位置坐标分别为D_i(x_di,y_di,z_di)（i=1,2…n），探测节点对目标点的测距结果为d_i（i=1,2…n），则

x_max=max（x_d1+d₁，x_d2+d₂，x_d3+d₃，…x_dn+d_n）

x_min=min（x_d1-d₁，x_d2-d₂，x_d3-d₃，…x_dn-d_n）

y_max=max（y_d1+d₁，y_d2+d₂，y_d3+d₃，…y_dn+d_n）

y_min=min（y_d1-d₁，y_d2-d₂，y_d3-d₃，…y_dn-d_n）

z_max=max（z_d1+d₁，z_d2+d₂，z_d3+d₃，…z_dn+d_n）

z_min=min（z_d1-d₁，z_d2-d₂，z_d3-d₃，…z_dn-d_n）

然后求出立方体覆盖区的边长为：

L=max（x_max-x_min，y_max-y_min，z_max-z_min）

以L为边长，建立一个以（x_max，y_max，z_max）为顶点，向（x_min，y_min，z_min）方向延伸的立方体覆盖区域；

其中，所述的步骤三中待选目标点T_j（j=1,2…m）与探测节点间距离和探测节点已测目标距离的差的平方和为：

R_sqj为第j个待选目标点与探测节点间距离和探测节点已获取目标距离的差的平方和；

d_i为第i个探测节点获取的目标距离；

R_ji为第j个待选目标点到第i个探测节点的距离；

取（R_sq1，R_sq2 …R_sqm）中最小值时的待选目标点作为初始目标概位点，若目标概位点与真实目标点完全重合，目标概位点到探测节点的距离与真实目标点O到探测节点的距离应相等，即R_sq=0；因此，在立方体内获取的目标概位点的R_sq应为最小，并无限逼近0。