[发明专利]一种基于到达角度测距的协作定位方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种基于到达角度测距的协作定位方法及装置，其中方法包括：获取当前待定位节点的初始位置坐标；基于当前待定位节点与当前待定位节点的各邻居节点间的信号交互，获取当前待定位节点接收邻居节点信号时的到达角度；获取当前待定位节点的方向角；利用所获取的到达角度，初始位置坐标，以及方向角，使用梯度下降法更新当前待定位节点的初始位置坐标，得到当前待定位节点的当前位置坐标；当当前待定位节点的当前位置坐标达到第一预设收敛条件时，将当前位置坐标确定为当前待定位节点的目标定位坐标。本发明实施例，能够提高节点定位的准确度。

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种基于到达角度测距的协作定位方法及装置。

背景技术

基于信号到达角度的定位算法是一种常见的无线传感器网络节点定位算法。现有基于到达角度测距的定位方法为：首先，获取各待定位节点(位置未知的节点)接收参考节点(位置已知的节点)信号时的到达角度，得到各待定位节点接收参考节点信号时的到达角度测距。然后将所获取的到达角度测距与没有噪声的理论测距相减，该理论测距可以使用坐标进行表示，再最小化到达角度测距与理论测距相减结果的平方，将待定位节点的定位问题，确定为最小化到达角度测距与理论测距相减结果的平方的问题。最后，利用凸优化中的半正定规划，将待定位节点的定位问题转化为凸问题进行求解，得到待定位节点的坐标。

实际应用中，在3维空间内，还需获取各待定位节点与参考节点之间的接收信号强度或接收信号到达时间。上述将所获取的到达角度测距与没有噪声的理论测距相减的步骤相应为：分别将所获取的到达角度测距与没有噪声的理论测距，所获取的接收信号强度与理论接收信号强度、所获取的接收信号到达时间与理论接收信号到达时间相减。上述最小化到达角度测距与理论测距相减结果的平方相应为，最小化各个相减结果的平方和。

上述实现过程中，由于各待定位节点的定位只是参考了位置已知的节点，即参考的是位置固定的节点进行定位的，实际应用中，位置已知的节点数量可能较少，那么待定位节点能够获取的接收位置已知的节点信号时的到达角度相应较少，进而导致节点的定位准确度相对较低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于到达角度测距的协作定位方法及装置，以提高在对节点定位时的定位准确度。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于到达角度测距的协作定位方法，所述方法包括：

获取当前待定位节点的初始位置坐标，所述初始位置坐标为卫星定位坐标；基于所述当前待定位节点与当前待定位节点的各邻居节点间的信号交互，获取所述当前待定位节点接收所述邻居节点信号时的到达角度；所述邻居节点包括：与所述当前待定位节点的通信半径小于预设阈值的，位置已知的节点和位置未知的节点；获取所述当前待定位节点的方向角；利用所获取的所述到达角度，所述初始位置坐标，以及所述方向角，使用梯度下降法更新所述当前待定位节点的初始位置坐标，得到所述当前待定位节点的当前位置坐标；当所述当前待定位节点的所述当前位置坐标达到第一预设收敛条件时，将所述当前位置坐标确定为所述当前待定位节点的目标定位坐标。

可选地，所述利用所获取的所述到达角度，所述初始位置坐标，以及所述方向角，使用梯度下降法更新所述当前待定位节点的初始位置坐标，得到所述当前待定位节点的当前位置坐标之后，所述方法还包括：判断所述当前待定位节点的所述当前位置坐标是否达到第一预设收敛条件；如果所述当前待定位节点的所述当前位置坐标没有达到第一预设收敛条件，则返回执行所述利用所获取的所述到达角度，所述初始位置坐标，以及所述方向角，使用梯度下降法更新所述当前待定位节点的初始位置坐标，得到所述当前待定位节点的当前位置坐标的步骤。