一種用於安全繩自組織網絡節點的定位算法
2023-10-27 15:25:27 1
一種用於安全繩自組織網絡節點的定位算法
【專利摘要】一種用於安全繩自組織網絡節點的定位算法,在距參考安全繩節點一跳時引入測距模型對新加入節點到該參考節點的估算距離進行定位,大於一跳時仍採用DV-Hop定位算法來定位;將RSSI測距技術與分布式定位方法結合起來,只給少量安全繩參考節點配備GPS接收器即可,不需要其它額外的硬體設備;當網絡中現有安全繩節點執行定位算法完成新加入節點的定位後,設定一個閾值來使坐標偏移達到最小以滿足不同施工環境對定位精度的要求。本發明引入測距模型,對距離參考安全繩節點僅僅一跳情況下的新加入節點定位進行修正,改善一跳情況下的安全繩節點定位。並通過設定閾值來對坐標偏移進行校正,從而來達到提高整個安全繩節點定位性能的目的。
【專利說明】—種用於安全繩自組織網絡節點的定位算法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於高空作業時基於物聯網的安全繩佩戴狀態智能監測領域,特別涉及安全繩電子監測模塊自組網時的節點定位。
[0002]
【背景技術】
[0003]安全繩是在高空作業時用於保護人員和物品安全的繩索,適用於外線電工、建築工人、電信作業工人、電線維修等施工人員,是防止高處作業人員墜落的重要防護用品。現有基於物聯網的安全繩佩戴狀態監測裝置能夠有效防止某些施工人員因安全意識淡薄,存在怕麻煩和僥倖心理,不正確佩戴或使用安全繩而導致的安全事故,但安全繩佩戴狀態監測裝置在實用中需要解決三個問題:1、在施工現場這種不規則自組織網絡實施安全繩節點定位時,安全繩節點間會由於跳數相同而實際距離不同選擇參考節點實施定位,所以僅僅用跳數來估計安全繩節點間的實際距離還存在一定的誤差;2、安全繩節點的通信半徑設置的較大時可以獲得較高的網絡連通性和覆蓋率,但此時獲得的距離並不能夠真正反映節點間的實際距離,引起的誤差反而增大,對硬體的要求也更高;3、新加入自組織網絡的安全繩節點在利用最小均方誤差估計法獲得自身的估計坐標後,沒有加入循環求精步驟,定位精度不能夠滿足實際應用的需求。
[0004]
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是要提供一種用於安全繩自組織網絡節點的定位算法,解決安全繩節點因自組織網絡覆蓋範圍動態擴大,造成網絡的健壯性和抗毀性強下降,在實際施工環境中引起安全繩節點可靠性低、易受外界環境幹擾、定位精度較低等問題。
[0006]本發明的技術方案如下:一種用於安全繩自組織網絡節點的定位算法,其特點是:
1、新算法結合DV-Hop定位算和接收信號強度指示器(RSSI)測距模型的優點,基於RSSI信號強度隨距離d的衰減特性,採用基於多跳轉發的思想,引入測距模型,對距離參考安全繩節點僅僅一跳情況下的新加入節點定位進行修正,大於一跳時仍採用DV-Hop定位算法來定位,改善一跳情況下的安全繩節點定位;
2、將RSSI測距技術與分布式定位方法結合起來,只給少量安全繩參考節點配備GPS接收器即可,不需要其它額外的硬體設備;
3、當網絡中現有安全繩節點執行定位算法完成新加入節點的定位後,設定一個閾值來使坐標偏移達到最小以滿足不同施工環境對定位精度的要求。
[0007]本發明結合DV-Hop定位算和接收信號強度指示器(RSSI)測距模型的優點,基於RSSI信號強度隨距離的衰減特性,引入測距模型,對距離參考安全繩節點僅僅一跳情況下的新加入節點定位進行修正,改善一跳情況下的安全繩節點定位。並通過設定閾值來對坐標偏移進行校正,從而來達到提高整個安全繩節點定位性能的目的。
[0008]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是參考節點處理流程圖。
[0010]圖2是新加入安全繩節點處理流程圖。
[0011]【具體實施方式】
[0012]為進一步描述本發明,下面結合實例對本發明作詳細描述。
[0013]本發明1、採用基於多跳轉發的思想,在距參考安全繩節點一跳時引入測距模型對新加入節點到該參考節點的估算距離進行定位,大於一跳時仍採用DV-Hop定位算法來定位;2、將RSSI測距技術與分布式定位方法結合起來,只給少量安全繩參考節點配備GPS接收器即可,不需要其它額外的硬體設備;3、當網絡中現有安全繩節點執行定位算法完成新加入節點的定位後,設定一個閾值來使坐標偏移達到最小以滿足不同施工環境對定位精度的要求。
[0014]1、建立坐標偏移模型
設新加入自組織網絡的安全繩節點坐標u收到n個參考節點坐標為(Xi,y1), (x2,y2),(x3,y3)…,(xn,yn)並且在上述階段中計算到各參考安全繩節點的近似距離分別為ρl,ρ2,ρ3,''', ρn,則可以通過以下方程組求解新加入安全繩節點u的坐標為ra = (xa,ya),該方程組為非線性方程組,在此嘗試通過線性化的方法對其進行數值求解。已知新加入安全繩節點的實際坐標為
【權利要求】
1.一種用於安全繩自組織網絡節點的定位算法,其特徵在於: 1)、結合DV-Hop定位算和接收信號強度指示器(RSSI)測距模型的優點,基於RSSI信號強度隨距離V的衰減特性,採用基於多跳轉發的思想,引入測距模型,對距離參考安全繩節點僅僅一跳情況下的新加入節點定位進行修正,大於一跳時仍採用DV-Hop定位算法來定位,改善一跳情況下的安全繩節點定位; 2)、將RSSI測距技術與分布式定位方法結合起來,只給少量安全繩參考節點配備GPS接收器即可,不需要其它額外的硬體設備; 3)、當網絡中現有安全繩節點執行定位算法完成新加入節點的定位後,設定一個閾值來使坐標偏移達到最小以滿足不同施工環境對定位精度的要求。
【文檔編號】G01S5/14GK103698746SQ201310605349
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月26日 優先權日:2013年11月26日
【發明者】王江濤 申請人:中國十七冶集團有限公司