[发明专利]一种基于路径匹配的改进DV-Hop定位方法

权利要求书

1.一种基于路径匹配的改进DV-Hop定位方法，其特征在于，包括步骤：

在设定的监测区域内随机布设若干个网络节点，所述若干个网络节点包括信标节点和未知节点；

通过路径匹配算法确定未知节点到信标节点的距离估计值，具体为：

提取未知节点到某一信标节点的未知至信标最短路径；

提取剩余的各个信标节点分别到该信标节点的信标至信标最短路径；

分别计算信标至信标最短路径较之未知至信标最短路径的路径相似度参数；

将所述路径相似度参数值最高的信标至信标的平均每跳距离值作为所述未知节点到该信标节点的平均每跳距离值；

根据所述平均每跳距离值计算所述未知节点到该信标点的距离估计值；

使用Lateration算法计算未知节点的初始位置；

使用改进的粒子群算法对所述初始位置进行优化，其中：

改进粒子群算法粒子的适应度函数为式中，fitness_i为粒子i的适应度值，(x_i，y_i)为粒子i中的平面位置坐标，(x_j，y_j)为信标节点j的位置坐标，d_j为未知节点到信标节点j的估计距离；每次迭代计算完成后，每个粒子计算各自的适应度值，并比较更新个体最优值与全局最优值；迭代计算在设定条件下完成后所得解向量中的x，y元素值即为最终求得的未知节点坐标优化值。

2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述在设定的监测区域内随机布设若干个网络节点之后，还包括步骤：利用距离矢量交换协议得到网络中所有节点距离各个信标节点的多跳最短路径与最小跳数。

3.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述计算信标至信标最短路径较之未知至信标最短路径的路径相似度参数，包括步骤：

统计所述未知至信标最短路径所经过节点的数目，并记为第一数值；

分别统计所述信标至信标最短路径所经过节点的数目，并记为第二数值；

分别统计所述信标至信标最短路径较之未知至信标最短路径中相同节点的数目，并记为第三数值；

根据公式计算所述路径相似度参数

其中，所述a₁和a₂是偏离因子，所述m为第一数值，所述n为第二数值，所述q为第三数值，所述Xsd为路径相似度参数。

4.如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述使用Lateration算法计算未知节点的初始坐标，包括步骤：

选取所述路径相似度参数值最高的4个信标节点；

根据未知节点与所述4个信标节点之间的欧氏距离建立非线性方程组；

将所述非线性方程组转化为线性方程组；

利用极大似然估计法求解所述线性方程组，获得所述未知节点的初始坐标。

5.如权利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述改进的粒子群算法对所述初始位置进行优化，包括步骤：

将所述未知节点的坐标、未知节点与4个信标节点之间的距离组成粒子的未知数向量；

初始化所述未知数向量，并根据适应度函数初始化各粒子的个体最优值和种群的全局最优值；

根据所述路径相似度参数构建惯性权重矩阵；

根据所述个体最优值、全局最优值和惯性权重矩阵更新粒子速度，并根据所述速度优化粒子位置。