無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)差分修正定位算法的改進(jìn)
1.3 差分修正定位算法
傳統(tǒng)差分修正算法如圖1所示,信標(biāo)節(jié)點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),未知節(jié)點(diǎn)M(x,y)。D(x4,y4)是與未知節(jié)點(diǎn)M最近的信標(biāo)節(jié)點(diǎn),令其為差分參考節(jié)點(diǎn)。差分參考節(jié)點(diǎn)D到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)A,B,C的實(shí)際距離分別為dDA,dDB,dDC;未知節(jié)點(diǎn)M到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)A,B,C的測(cè)量距離分別為dA,dB,dC。通過(guò)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)差分參考節(jié)點(diǎn)的定位實(shí)現(xiàn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的校正。本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/160349.htm
首先通過(guò)A,B,C用三邊測(cè)量法求出D點(diǎn)的測(cè)量坐標(biāo),與D點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)相比較,得出偏移量(△x,△y)。用同樣的辦法通過(guò)A,B,C對(duì)M點(diǎn)進(jìn)行定位,得出M點(diǎn)的測(cè)量坐標(biāo)。在這里,可以將差分參考點(diǎn)D的偏移量近似作為未知節(jié)點(diǎn)M的偏移量。M點(diǎn)的測(cè)量坐標(biāo)加上差分參考點(diǎn)D的偏移量,得出M的定位坐標(biāo)(x,y)。如式(7)所示:
2 改進(jìn)的差分修正算法與實(shí)現(xiàn)
傳統(tǒng)的差分修正算法中,差分修正參考點(diǎn)的選取存在一些不合理的因素。該算法要取得較好的定位效果必須有一個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在未知節(jié)點(diǎn)附近。在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合,這一條件通常難以滿足:在信標(biāo)節(jié)點(diǎn)密度有限的情況下,未知節(jié)點(diǎn)處于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)附近不是一個(gè)大概率事件。如圖2所示,未知節(jié)點(diǎn)距離各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離都不是很接近,在定位區(qū)域內(nèi)無(wú)法選出最優(yōu)參考點(diǎn),那么此時(shí)采用最近的參考點(diǎn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)校正,就會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。
本文提出改進(jìn)的差分修正算法,利用各信標(biāo)節(jié)點(diǎn)分別作為參考點(diǎn)進(jìn)行差分修正,從一定程度上可以避免此類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)。
2.1 改進(jìn)的差分修正定位算法模型
首先,根據(jù)接收到的RSSI的大小,確定距離未知節(jié)點(diǎn)M最近的三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。以這三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)確定一個(gè)三角形,求出這個(gè)三角形的質(zhì)心。距離該質(zhì)心最近的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)作為定位計(jì)算的第四個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn),此四點(diǎn)所圍成的區(qū)域,便是未知節(jié)點(diǎn)所在的最小區(qū)域。
然后,以A,B,C,D為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)M進(jìn)行定位。首先以A點(diǎn)作為差分修正參考點(diǎn),B,C,D作為信標(biāo)節(jié)點(diǎn),利用式(7)得出M以A為差分修正點(diǎn)的定位坐標(biāo)(xma,yma)。然后分別以B,C,D作為差分修正參考點(diǎn)對(duì)M(X,Y)進(jìn)行定位,得到差分修正坐標(biāo)(xmb,ymb),(xmc,ymc),(xmd,ymd)。
在傳統(tǒng)的差分修正算法中,沒(méi)有充分利用其他信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)位置影響力的大小,影響了定位精度。改進(jìn)的差分修正算法,通過(guò)加權(quán)因子來(lái)體現(xiàn)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)決定權(quán)的大小。根據(jù)差分參考點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的距離對(duì)差分修正坐標(biāo)進(jìn)行加權(quán)修正,計(jì)算出M的坐標(biāo)。
式中:dA,dB,dC,dD為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的距離。因子體現(xiàn)了距離未知節(jié)點(diǎn)越近的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)作為參考點(diǎn)時(shí),對(duì)未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)位置的影響力越大。通過(guò)這種內(nèi)在關(guān)系的反映來(lái)達(dá)到提高定位精度的目的。
評(píng)論