目標定位的方法、系統(tǒng)及檢測節(jié)點的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于通信領(lǐng)域，提供了一種目標定位的方法、系統(tǒng)及檢測節(jié)點，所述方法應(yīng)用于包含若干個檢測節(jié)點以及待定位節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括：所述檢測節(jié)點與其所在區(qū)域范圍內(nèi)的其它檢測節(jié)點建立鄰居關(guān)系；所述檢測節(jié)點獲取其鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)；所述檢測節(jié)點對所獲取的測量數(shù)據(jù)及其自身檢測到的測量數(shù)據(jù)進行去相關(guān)處理獲得處理結(jié)果；所述檢測節(jié)點根據(jù)處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新和平均一致性數(shù)據(jù)融合，在迭代更新的結(jié)果滿足預(yù)設(shè)迭代終止條件時，將該結(jié)果作為所述待定位節(jié)點的最終定位結(jié)果。通過本發(fā)明可實現(xiàn)非集中式場景下對目標的定位，并解決現(xiàn)有技術(shù)完全依賴集中式的融合中心或基站，導(dǎo)致系統(tǒng)魯棒性低的問題。
【專利說明】目標定位的方法、系統(tǒng)及檢測節(jié)點
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種目標定位的方法、系統(tǒng)及檢測節(jié)點【背景技術(shù)】
[0002]壓縮感知(Compressive Sensing, CS)技術(shù),也稱壓縮采樣技術(shù),將該技術(shù)運用于目標定位場景旨在利用待定位目標在網(wǎng)格空間內(nèi)的天然稀疏性(即待定位目標僅在若干個網(wǎng)格點上出現(xiàn))，通過較少的檢測節(jié)點的測量數(shù)據(jù)實現(xiàn)對觀測區(qū)域內(nèi)多個目標高效且準確的定位。
[0003]然而，現(xiàn)有的CS目標定位技術(shù)是基于集中式的場景，即各本地檢測節(jié)點將所在位置處的測量數(shù)據(jù)上報給場景內(nèi)的集中式融合中心或基站，然后所述集中式融合中心或基站根據(jù)所收集的各測量數(shù)據(jù)對待定位目標的位置向量進行重建，并依據(jù)重建結(jié)果對觀測區(qū)域內(nèi)的待定位目標進行定位。雖然集中式的目標定位技術(shù)可獲得較好的定位效果，但在實際應(yīng)用中，當面臨無集中式融合中心或基站的非集中場景時，現(xiàn)有的CS目標定位技術(shù)將無法實現(xiàn)目標定位。而且，現(xiàn)有的CS目標定位技術(shù)完全依賴集中式的融合中心或基站，系統(tǒng)魯棒性較低，當集中式的融合中心或基站出現(xiàn)異常時，整個定位系統(tǒng)將無法運行。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明實施例提供一種目標定位的方法，以解決現(xiàn)有CS目標定位技術(shù)完全依賴集中式的融合中心或基站，導(dǎo)致系統(tǒng)魯棒性較低的問題。
[0005]第一方面，一種目標定位的方法，應(yīng)用于包含若干個檢測節(jié)點以及待定位節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，所述方法包括:
[0006]所述檢測節(jié)點與其所在區(qū)域范圍內(nèi)的其它檢測節(jié)點建立鄰居關(guān)系，與所述檢測節(jié)點建立鄰居關(guān)系后的所述其它檢測節(jié)點為所述檢測節(jié)點的鄰居檢測節(jié)點；
[0007]所述檢測節(jié)點獲取其鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)，所述鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)為各鄰居檢測節(jié)點在其所在位置對所述待定位節(jié)點進行檢測獲得的數(shù)據(jù)；
[0008]所述檢測節(jié)點對所獲取的其鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)及其自身檢測到的測量數(shù)據(jù)進行去相關(guān)處理獲得處理結(jié)果，所述自身檢測到的測量數(shù)據(jù)為所述檢測節(jié)點在其所在位置對所述待定位節(jié)點進行檢測獲得的數(shù)據(jù)；
[0009]所述檢測節(jié)點根據(jù)所述處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新和平均一致性數(shù)據(jù)融合，直至迭代更新的結(jié)果滿足預(yù)設(shè)的迭代終止條件；
[0010]將該迭代更新得到的所述待定位節(jié)點的目標位置向量所對應(yīng)的位置坐標信息作為所述待定位節(jié)點的最終定位結(jié)果。
[0011]在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述檢測節(jié)點對所獲取的測量數(shù)據(jù)及其自身檢測到的測量數(shù)據(jù)進行去相關(guān)處理獲得處理結(jié)果具體包括:所述檢測節(jié)點對所獲取的測量數(shù)據(jù)及其自身檢測到的測量數(shù)據(jù)根據(jù)以下公式進行去相關(guān)處理獲得處理結(jié)果Hl1:
[0012]Hli=Ti Φ±ψ Θ +Ili ;[0013]其中，Oi表示采樣矩陣，所述采樣矩陣中每一行只有一個元素取值為I而其它元素均為O,且其中一行取值為I的元素的位置對應(yīng)為檢測節(jié)點i在網(wǎng)格中的位置，其它各行中取值為I的元素的位置分別對應(yīng)為所述檢測節(jié)點i的鄰居檢測節(jié)點Ulj e NJ在網(wǎng)格中的位置，Ni為檢測節(jié)點i的鄰居檢測節(jié)點的集合Ji表示去相關(guān)矩陣，Ψ表示稀疏表示矩陣，Θ表示目標位置向量，ΨΘ表示所述待定位節(jié)點在網(wǎng)格內(nèi)所有網(wǎng)格格點處的輻射信號向量，θ表示測量數(shù)據(jù)向量，所述測量數(shù)據(jù)向量中包含表示檢測節(jié)點i自身的測量數(shù)據(jù)的元素和表示檢測節(jié)點i的鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)的元素，Ili表示測量加性噪聲，i = 1，2...，L, L為檢測節(jié)點的個數(shù)。
[0014]在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述檢測節(jié)點根據(jù)所述處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新和平均一致性數(shù)據(jù)融合，直至迭代更新的結(jié)果滿足預(yù)設(shè)的迭代終止條件具體包括:
[0015]根據(jù)所述處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新，向所述檢測節(jié)點的鄰居檢測節(jié)點共享迭代更新的所述檢測節(jié)點自身的目標位置向量重建結(jié)果，并獲取所述檢測節(jié)點的鄰居節(jié)點共享的迭代更新的目標位置向量重建結(jié)果，并對所述檢測節(jié)點的自身的目標位置向量重建結(jié)果與獲取的所述檢測節(jié)點的鄰居檢測節(jié)點的目標位置向量重建結(jié)果的差異進行權(quán)重求和，以將權(quán)重求和的結(jié)果以及所述檢測節(jié)點的自身的目標位置向量重建結(jié)果作為所述檢測節(jié)點下一次迭代更新中目標位置向量重建的約束條件，直至迭代更新的結(jié)果滿足預(yù)設(shè)的迭代終止條件。
[0016]結(jié)合第一方面或第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述檢測節(jié)點根據(jù)所述處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新和
【權(quán)利要求】
1.一種目標定位的方法，應(yīng)用于包含若干個檢測節(jié)點以及待定位節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于，所述方法包括: 所述檢測節(jié)點與其所在區(qū)域范圍內(nèi)的其它檢測節(jié)點建立鄰居關(guān)系，與所述檢測節(jié)點建立鄰居關(guān)系后的所述其它檢測節(jié)點為所述檢測節(jié)點的鄰居檢測節(jié)點； 所述檢測節(jié)點獲取其鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)，所述鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)為各鄰居檢測節(jié)點在其所在位置對所述待定位節(jié)點進行檢測獲得的數(shù)據(jù)； 所述檢測節(jié)點對所獲取的其鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)及其自身檢測到的測量數(shù)據(jù)進行去相關(guān)處理獲得處理結(jié)果，所述自身檢測到的測量數(shù)據(jù)為所述檢測節(jié)點在其所在位置對所述待定位節(jié)點進行檢測獲得的數(shù)據(jù)； 所述檢測節(jié)點根據(jù)所述處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新和平均一致性數(shù)據(jù)融合，直至迭代更新的結(jié)果滿足預(yù)設(shè)的迭代終止條件； 將該迭代更新得到的所述待定位節(jié)點的目標位置向量所對應(yīng)的位置坐標信息作為所述待定位節(jié)點的最終定位結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測節(jié)點對所獲取的測量數(shù)據(jù)及其自身檢測到的測量數(shù)據(jù)進 行去相關(guān)處理獲得處理結(jié)果具體包括:所述檢測節(jié)點對所獲取的測量數(shù)據(jù)及其自身檢測到的測量數(shù)據(jù)根據(jù)以下公式進行去相關(guān)處理獲得處理結(jié)果Hli:
Hli=TiO ιΨ Θ +Iii ; 其中，Oi表示采樣矩陣，所述采樣矩陣中每一行只有一個元素取值為I而其它元素均為O,且其中一行取值為I的元素的位置對應(yīng)為檢測節(jié)點i在網(wǎng)格中的位置，其它各行中取值為I的元素的位置分別對應(yīng)為所述檢測節(jié)點i的鄰居檢測節(jié)點U I j e NJ在網(wǎng)格中的位置，Ni為檢測節(jié)點i的鄰居檢測節(jié)點的集合Ji表示去相關(guān)矩陣，Ψ表示稀疏表示矩陣，Θ表示目標位置向量，ΨΘ表示所述待定位節(jié)點在網(wǎng)格內(nèi)所有網(wǎng)格格點處的輻射信號向量，Φ?Ψ Θ表示測量數(shù)據(jù)向量，所述測量數(shù)據(jù)向量中包含表示檢測節(jié)點i自身的測量數(shù)據(jù)的元素和表示檢測節(jié)點i的鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)的元素，Iii表示測量加性噪聲,i =1，2...，L，L為檢測節(jié)點的個數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述檢測節(jié)點根據(jù)所述處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新和平均一致性數(shù)據(jù)融合，直至迭代更新的結(jié)果滿足預(yù)設(shè)的迭代終止條件具體包括: 根據(jù)所述處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新，向所述檢測節(jié)點的鄰居檢測節(jié)點共享迭代更新的所述檢測節(jié)點自身的目標位置向量重建結(jié)果，并獲取所述檢測節(jié)點的鄰居節(jié)點共享的迭代更新的目標位置向量重建結(jié)果，并對所述檢測節(jié)點的自身的目標位置向量重建結(jié)果與獲取的所述檢測節(jié)點的鄰居檢測節(jié)點的目標位置向量重建結(jié)果的差異進行權(quán)重求和，以將權(quán)重求和的結(jié)果以及所述檢測節(jié)點的自身的目標位置向量重建結(jié)果作為所述檢測節(jié)點下一次迭代更新中目標位置向量重建的約束條件，直至迭代更新的結(jié)果滿足預(yù)設(shè)的迭代終止條件。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述檢測節(jié)點根據(jù)所述處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新和平均一致性數(shù)據(jù)融合的公式為:
t = 0: e,(0 = argtiiin {||θ,⑴|}
5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，所述檢測節(jié)點與其所在區(qū)域范圍內(nèi)的其它檢測節(jié)點建立鄰居關(guān)系具體包括: 所述檢測節(jié)點將與其所在區(qū)域范圍內(nèi)距離小于或者等于預(yù)設(shè)距離門限的其它檢測節(jié)點作為其鄰居節(jié)點。
6.如權(quán)利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的迭代終止條件包括: 所述檢測節(jié)點前后兩次迭代更新過程中獲得的目標位置向量重建結(jié)果相等； 或者，所述檢測節(jié)點前后兩次迭代更新過程中獲得的目標位置向量所對應(yīng)的待定位節(jié)點的位置坐標信息相等； 或者，所述檢測節(jié)點與其鄰居節(jié)點在當前迭代更新過程中獲得的目標位置向量所對應(yīng)的待定位節(jié)點的位置坐標信息相等。
7.—種檢測節(jié)點，應(yīng)用于包含若干個檢測節(jié)點以及待定位節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于，所述檢測節(jié)點包括: 關(guān)系建立單元，用于與所述檢測節(jié)點所在區(qū)域范圍內(nèi)的其它檢測節(jié)點建立鄰居關(guān)系，與所述檢測節(jié)點建立鄰居關(guān)系后的所述其它檢測節(jié)點為所述檢測節(jié)點的鄰居檢測節(jié)點； 數(shù)據(jù)獲取單元，用于在所述關(guān)系建立單元與其它檢測節(jié)點建立鄰居關(guān)系后，獲取其鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)，以及在所述檢測節(jié)點所在位置對所述待定位節(jié)點進行檢測獲得所述檢測節(jié)點自身的測量數(shù)據(jù)，所述鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)為各鄰居檢測節(jié)點在其所在位置對所述待定位節(jié)點進行檢測獲得的數(shù)據(jù)； 處理單元，用于對所述數(shù)據(jù)獲取單元獲取的其鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)及所述檢測節(jié)點自身的測量數(shù)據(jù)進行去相關(guān)處理獲得處理結(jié)果，所述自身的測量數(shù)據(jù)為所述檢測節(jié)點在其所在位置對所述待定位節(jié)點進行檢測獲得的數(shù)據(jù)； 定位單元，用于根據(jù)所述處理單元的處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新和平均一致性數(shù)據(jù)融合，直至迭代更新的結(jié)果滿足預(yù)設(shè)的迭代終止條件；將該迭代更新得到的所述待定位節(jié)點的目標位置向量所對應(yīng)的位置坐標信息作為所述待定位節(jié)點的最終定位結(jié)果。
8.如權(quán)利要求7所述的檢測節(jié)點，其特征在于，所述處理單元具體用于根據(jù)以下公式對所述數(shù)據(jù)獲取單元獲取的其鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)及自身的測量數(shù)據(jù)進行去相關(guān)處理獲得處理結(jié)果Hl1:
Hli=TiO ιΨ Θ +Iii ; 其中，Oi表示采樣矩陣，所述采樣矩陣中每一行只有一個元素取值為I而其它元素均為O,且其中一行取值為I的元素的位置對應(yīng)為檢測節(jié)點i在網(wǎng)格中的位置，其它各行中取值為I的元素的位置分別對應(yīng)為所述檢測節(jié)點i的鄰居檢測節(jié)點U I j e NJ在網(wǎng)格中的位置，Ni為檢測節(jié)點i的鄰居檢測節(jié)點的集合Ji表示去相關(guān)矩陣，Ψ表示稀疏表示矩陣，Θ表示目標位置向量，ΨΘ表示所述待定位節(jié)點在網(wǎng)格內(nèi)所有網(wǎng)格格點處的輻射信號向量，Φ?Ψ Θ表示測量數(shù)據(jù)向量，所述測量數(shù)據(jù)向量中包含表示檢測節(jié)點i自身的測量數(shù)據(jù)的元素和表示檢測節(jié)點i的鄰居檢測節(jié)點共享的測量數(shù)據(jù)的元素，ni表示測量加性噪聲,| =1，2...L，L為檢測節(jié)點的個數(shù)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的檢測節(jié)點，其特征在于，所述定位單元用于根據(jù)所述處理單元的處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新，向所述檢測節(jié)點的鄰居檢測節(jié)點共享迭代更新的所述檢測節(jié)點自身的目標位置向量重建結(jié)果，并獲取所述檢測節(jié)點的鄰居節(jié)點共享的迭代更新的目標位置向量重建結(jié)果，并對所述檢測節(jié)點的自身的目標位置向量重建結(jié)果與獲取的所述檢測節(jié)點的鄰居檢測節(jié)點的目標位置向量重建結(jié)果的差異進行權(quán)重求和，以將權(quán)重求和的結(jié)果以及所述檢測節(jié)點的自身的目標位置向量重建結(jié)果作為所述檢測節(jié)點下一次迭代更新中目標位置向量重建的約束條件，直至迭代更新的結(jié)果滿足預(yù)設(shè)的迭代終止條件；將該迭代更新得到的所述待定位節(jié)點的目標位置向量所對應(yīng)的位置坐標信息作為所述待定位節(jié)點的最終定位結(jié)果。
10.如權(quán)利要求7、8或9所述的檢測節(jié)點，其特征在于，所述定位單元用于采用以下公式根據(jù)所述處理結(jié)果對待定位節(jié)點的目標位置向量進行重建的迭代更新和平均一致性數(shù)據(jù)融合:
11.如權(quán)利要求7至10任一項所述的檢測節(jié)點，其特征在于，所述關(guān)系建立單元具體用于，將與所述檢測節(jié)點所在區(qū)域范圍內(nèi)距離小于或者等于預(yù)設(shè)距離門限的其它檢測節(jié)點作為其鄰居節(jié)點。
12.如權(quán)利要求7至11任一項所述的檢測節(jié)點，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的迭代終止條件包括: 所述檢測節(jié)點前后兩次迭代更新過程中獲得的目標位置向量重建結(jié)果相等； 或者，所述檢測節(jié)點前后兩次迭代更新過程中獲得的目標位置向量所對應(yīng)的待定位節(jié)點的位置坐標信息相等； 或者，所述檢測節(jié)點與其鄰居節(jié)點在當前迭代更新過程中獲得的目標位置向量所對應(yīng)的待定位節(jié)點的位置坐標信息相等。
13.一種目標定位的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包含若干個如權(quán)利要求7至12任一項所述的檢測節(jié)點以及至少一個待定位節(jié)點。
【文檔編號】H04W64/00GK103916953SQ201210591833
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月31日
【發(fā)明者】王悅 申請人:華為技術(shù)有限公司