專利名稱：用于在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)位置的方法、節(jié)點(diǎn)、裝置、計(jì)算機(jī)程序和數(shù)據(jù)載體的制作方法
用于在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)位置的方法、節(jié)點(diǎn)、裝置、計(jì)
算機(jī)程序和數(shù)據(jù)載體本發(fā)明涉及在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)地理位置的確定。本發(fā)明尤其涉及分別根據(jù)本 發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中確定地理位置的一種方法、一種節(jié)點(diǎn)、一種裝置、一種計(jì)算 機(jī)程序和一種數(shù)據(jù)載體。目前許多對(duì)象都能夠與其他對(duì)象相通信。也即，它們能夠發(fā)送和/或接收信息、消 息、數(shù)據(jù)。這些對(duì)象在此可以是固定安裝的、靜止的或移動(dòng)的。在許多情況下、比如在交通 中(比如在道路交通或航空)、在商店中等，這樣的對(duì)象(比如汽車、集裝箱等)的協(xié)調(diào)是有 意義的。這樣比如對(duì)安全或管理進(jìn)行支持。由于這些對(duì)象能夠被連接在通信網(wǎng)中，使得在該范圍內(nèi)開啟了許多可能性，以便 比如對(duì)前述的安全或管理進(jìn)行支持。那么這些對(duì)象也可以自身至少部分地進(jìn)行協(xié)調(diào)。也 即，通過與其他的對(duì)象相協(xié)調(diào)，通過接收與位置有關(guān)的數(shù)據(jù)、信息，該對(duì)象能夠?qū)λ峁┑?數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行分析，并關(guān)于周圍的其他對(duì)象來對(duì)其定位進(jìn)行推斷。這些對(duì)象(下文稱為節(jié) 點(diǎn))構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中可以圍繞這些對(duì)象來進(jìn)行協(xié)調(diào)或定位，其中至少部分地由一 個(gè)相應(yīng)的系統(tǒng)和/或至少部分地由這些對(duì)象或節(jié)點(diǎn)本身來進(jìn)行協(xié)調(diào)或定位。在文獻(xiàn)中闡述了不同的可能以把單個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置與相互之間以及在節(jié)點(diǎn)之間的 距離相關(guān)聯(lián)。大多可以基于以下的前提，即該網(wǎng)絡(luò)由兩種節(jié)點(diǎn)組成。一方面是知道自己位 置的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，另一方面是必須借助到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離來計(jì)算其位置的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)。已知的方法在其途徑上的差別可能在于無距離的以及基于距離的方法。在無距離的方法中，單個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的間距借助一種跳動(dòng)測(cè)量法(Hop-Metrik)(也 即按照在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)量)來確定，該間距在另一步驟中借助所示的網(wǎng)絡(luò)拓 撲而轉(zhuǎn)換為地理距離。在節(jié)點(diǎn)之間不進(jìn)行明確的距離測(cè)量。有關(guān)于此的現(xiàn)有技術(shù)的這種工 作比如象Niculescu和Nath的[1]以及以之為基礎(chǔ)的Hsieh和Wang的[2]。在基于距離的方法中，再次借助在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以及在節(jié)點(diǎn)和信標(biāo)之間離散的距 離測(cè)量來評(píng)估單個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置。比如其中[3]、[4]和[5]就針對(duì)的是這種定位方式。在[6] 中嘗試了利用由信標(biāo)節(jié)點(diǎn)所接收信號(hào)的RSSI (Received Signal Strength Indication，接 收信號(hào)強(qiáng)度指示)來對(duì)位置估計(jì)進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)在考慮的是基于距離的定位。通常借助一種間距或距離確定方法來確定距離。總之采用廣泛的方法來確定距離 或間距。則比如可以借助接收信號(hào)強(qiáng)度(Received Signal Strength，RSS)、按照到達(dá)時(shí)間 (ToA)的測(cè)量、按照到達(dá)時(shí)間差(TDoA)的測(cè)量或者按照來回時(shí)間(RToF)的測(cè)量等來實(shí)施測(cè) 量，以確定或檢測(cè)間距或距離。所有這些方法所產(chǎn)生的問題是測(cè)量的不精確性。也即不能 求得或確定精確的間距或距離值。這種測(cè)量的結(jié)果是不精確的或評(píng)估的間距或距離值。因?yàn)榛诰嚯x的方法基于的是距離說明(Distanzangaben)，所以其必定對(duì)這些不 精確或評(píng)估的間距或距離值是魯棒的。最后在基于距離的方法情況下來實(shí)施以下兩種定位方法多邊法(LSL) [7]和邊 界框法(BB) [5]、[8]。
圖Ia示出了按照現(xiàn)有技術(shù)的用于定位的一種方法(三邊法)。圖Ia尤其示出了 當(dāng)三個(gè)節(jié)點(diǎn)或近鄰Bp B2、B3位于附近時(shí)三邊法如何起作用。在此借助鄰近節(jié)點(diǎn)BpB2、B3到被搜索節(jié)點(diǎn)M的測(cè)量距離Clpd2和d3來估計(jì)M的位置。三邊法是非常易出誤差(Fehler)的，其不僅涉及信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置，而且還涉及所 測(cè)量距離的精確性，因?yàn)槠浠诘氖菙?shù)學(xué)上明確的、其中沒有規(guī)定有誤差的方法。但是，如 前所述，其問題在于，在實(shí)際中所測(cè)量的距離總是估計(jì)的并從而不精確的值。圖Ib示出了在通過多邊法定位時(shí)的典型問題。如果距離測(cè)量是不完善的和不精 確的，那么位置就被錯(cuò)誤地計(jì)算。多邊法是三邊法的一種擴(kuò)展形式。三邊法可以利用三個(gè) 鄰近節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行一個(gè)節(jié)點(diǎn)的定位，而對(duì)于多邊法則利用了要定位節(jié)點(diǎn)的所有可用的鄰近節(jié) 點(diǎn)ο利用多邊法可以根據(jù)多個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)Pp P2, P3到未知節(jié)點(diǎn)M的測(cè)量距離屯+尤^、 d2+derr,2和d3+de ,3以及其已知的位置來評(píng)估未知節(jié)點(diǎn)M的位置。與三邊法相比，多邊法也 可以處理不精確的位置測(cè)量或距離測(cè)量。在圖Ib中所估計(jì)的位置Pestim,^Pestim,2、P⑶m,3偏 離了節(jié)點(diǎn)Pp P2> P3的真正位置。另外所測(cè)量的距離di+cU.i、d2+derr,2和d3+cU,3具有誤差 derra> derr,2和dOT,3。相應(yīng)地在圖Ib中可以得知，所計(jì)算的位置Mestim與節(jié)點(diǎn)M的實(shí)際或真 正位置有誤差。但是多邊法所具有的缺點(diǎn)是，如果存在鄰近節(jié)點(diǎn)的多重共線性，那么它是非常易 出誤差的。另外，如果在輸入數(shù)據(jù)(鄰近節(jié)點(diǎn)的位置和相應(yīng)的距離)中也存在誤差，那么在 借助多邊法定位時(shí)誤差被放大。在此已很小的輸入誤差可能在所計(jì)算的結(jié)果位置中引起或 產(chǎn)生非常大的誤差。另一已知的方法是邊界框方法[5]、[8]，只要能夠?qū)嵤┚嚯x測(cè)量，那么 該方法就允許對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位。圖2a示出了該方法在測(cè)量非常精確時(shí)的一個(gè)例 子。該方法所基于的前提是，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的大概位置可以利用相應(yīng)測(cè)量的距離而限定于一個(gè) 方形區(qū)域中(最小的邊界框)，其中心點(diǎn)則體現(xiàn)為所估計(jì)的位置。在圖2a中所搜索的節(jié)點(diǎn) M具有三個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)PpP2J3t5在此所限定的區(qū)域或框通過鄰近節(jié)APp P2、P3的位置(Xl， Y1)、(X1, Y1)、(X1, Y1)和鄰近節(jié)點(diǎn)到被搜索節(jié)點(diǎn)M的距離d” d2、d3來確定。Mestim是該節(jié)點(diǎn) M的估計(jì)位置。如果鄰近節(jié)點(diǎn)位于所搜索的節(jié)點(diǎn)附近，那么該邊界框方法就提供完全良好的結(jié) 果。但是，如果所搜索的節(jié)點(diǎn)僅在一側(cè)(也即僅右邊、僅左邊或僅上邊等等)具有近鄰，那 么就產(chǎn)生了問題。圖2b形象地示出了這個(gè)問題，也即在該用戶在一個(gè)方向上或在一側(cè)不具 有近鄰(比如在網(wǎng)絡(luò)的邊緣)時(shí)該方法可能具有的困難程度。在這種情況下，該邊界框方 法不能捕獲或框住所搜索的節(jié)點(diǎn)。這導(dǎo)致關(guān)于被搜索節(jié)點(diǎn)的位置的嚴(yán)重的錯(cuò)誤估計(jì)。從而 所計(jì)算的位置Mestim和被搜索節(jié)點(diǎn)M的實(shí)際位置之間相互非常遠(yuǎn)。本發(fā)明的任務(wù)是提供一種改善的定位。該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1所述特征的一種方法、通過具有權(quán)利要求15所述特征 的一種節(jié)點(diǎn)、通過具有權(quán)利要求29所述特征的一種裝置、通過具有權(quán)利要求30所述特征的 一種計(jì)算機(jī)程序以及通過具有權(quán)利要求32所述特征的一種數(shù)據(jù)載體而得到解決。該任務(wù)借助一種用于在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)的地理位置的方法而得到解決， 其中該方法具有以下的步驟
-確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓；-確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)距離圓的交點(diǎn)；-確定所述交點(diǎn)的主要集合(Hauptmenge)，其中該主要集合包含有位于該節(jié)點(diǎn)的 被估計(jì)的位置附近的那些交點(diǎn)；以及-借助交點(diǎn)的主要集合來確定該節(jié)點(diǎn)的地理位置。距離圓是圍繞給定節(jié)點(diǎn)的、具有預(yù)先確定半徑d的圓。在該情況中，該半徑是在一 個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)與所搜索的、或?yàn)槠浯_定位置的節(jié)點(diǎn)之間的距離。如上所述，該距離借助一種間 距或距離確定方法來確定或求得。在此本發(fā)明并不局限于該間距或確定檢測(cè)方法?？梢圆?用廣泛的方法來確定該距離(比如RSS、ToA, TDoA, RToF等)，其中也可以組合采用這些方 法。從而本發(fā)明允許進(jìn)行靈活的轉(zhuǎn)換。交點(diǎn)是兩個(gè)或多個(gè)距離圓相交的那些點(diǎn)。鄰近節(jié)點(diǎn)的位置可以預(yù)先給定或估計(jì)，并從而是不精確的(比如通過全球定位系 統(tǒng)GPS)。在此本發(fā)明也允許進(jìn)行靈活的轉(zhuǎn)換，并能夠應(yīng)用于不同的情況。尤其因?yàn)椴捎脠A來作為搜索目標(biāo)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在所有方向上對(duì)位置的確定。另 外，借助距離圓的交點(diǎn)來確定位置，允許一方面快速而有效地、另一方面與現(xiàn)有技術(shù)的已知 方法相比明顯更精確地確定節(jié)點(diǎn)的位置。對(duì)于至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)其中的每個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)，可以借助鄰近節(jié)點(diǎn)的位置說明以及 距離說明來確定一個(gè)距離圓。該距離說明提供了在該鄰近節(jié)點(diǎn)與根據(jù)本發(fā)明要為之確定或 求得位置的節(jié)點(diǎn)之間的距離。在下文中該節(jié)點(diǎn)還將稱為被搜索節(jié)點(diǎn)。該距離說明在此可以是一個(gè)不精確的距離說明。也即，根據(jù)本發(fā)明，為確定節(jié)點(diǎn)的 位置而準(zhǔn)備了不精確的距離說明，并且具有容錯(cuò)。另外該位置說明也可以是一個(gè)不精確的位置說明。關(guān)于對(duì)其他節(jié)點(diǎn)位置的說明， 本發(fā)明從而也具有一個(gè)容錯(cuò)。比如如果該位置說明由GPS測(cè)量而提供，那么這就可以是這 種情況。另外，該位置說明也可以是一個(gè)精確的位置說明。比如鄰近節(jié)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)可以 通過精確或準(zhǔn)確起作用的測(cè)量方法來提供或預(yù)先給定。比如如果代表一個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的對(duì)象是固定安裝或設(shè)置的，那么上述的后者就是這 種情況。如前所述，該距離說明可以借助距離測(cè)量方法來確定。另外，該距離圓的交點(diǎn)可以基于每?jī)蓚€(gè)距離圓的圓方程的減法和變換來確定。在此在確定交點(diǎn)的主要集合時(shí)可以采用一個(gè)閾值，并且在此位于該閾值之內(nèi)(比 如不超過該閾值)的交點(diǎn)被用于計(jì)算最終結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，使用交點(diǎn)的χ和y分量的平均值來確定交點(diǎn)的主要集合。另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以借助后向遞歸來確定交點(diǎn)的主要集合。另外，可以由為之確定地理位置的節(jié)點(diǎn)來實(shí)施該方法。該節(jié)點(diǎn)可以是該Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。其比如可以是交通網(wǎng)絡(luò)中的汽車。上述的任務(wù)通過在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)而得到解決，其中該節(jié)點(diǎn)具有用于確定 地理位置的裝置，其中該用于確定該節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置構(gòu)造用于-確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓；
-確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓的交點(diǎn)；-確定交點(diǎn)的主要集合，其中該主要集合包含有位于該節(jié)點(diǎn)的估計(jì)位置附近的那 些交點(diǎn)；以及-借助該交點(diǎn)的主要集合來確定該節(jié)點(diǎn)的位置。總之所述節(jié)點(diǎn)并從而該裝置構(gòu)造用于確定該節(jié)點(diǎn)的地理位置，以實(shí)施前文概述的 以及下文詳細(xì)闡述的方法步驟。該用于確定該節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置被構(gòu)造用于為所述至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)中的每 個(gè)節(jié)點(diǎn)借助該鄰近節(jié)點(diǎn)的位置說明以及距離說明來確定鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓。在此該節(jié)點(diǎn)具有用于接收鄰近節(jié)點(diǎn)位置說明的裝置。也即，在這種情況下，該節(jié)點(diǎn) 能夠根據(jù)請(qǐng)求接受鄰近節(jié)點(diǎn)的位置說明。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該距離說明可以是一個(gè)不精確的距離說明。該位置說明可以是一個(gè)不精確的位置說明。那么比如該位置說明可以是由GPS測(cè) 量所提供的位置說明。但該位置說明也可以是一個(gè)精確的位置說明。比如如果該位置說明 涉及該網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)固定安裝的節(jié)點(diǎn)，那么這就變成這種情況。另外，該距離說明可以是借助一種距離測(cè)量方法而確定的距離說明。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該用于確定節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置可以構(gòu)造用于根據(jù)相 應(yīng)兩個(gè)距離圓方程的減法和變換來確定該距離圓的交點(diǎn)。另外，該用于確定節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置可以構(gòu)造用于在確定交點(diǎn)的主要集合時(shí)使 用閾值，并把位于該閾值之內(nèi)的交點(diǎn)用于計(jì)算最終結(jié)果。另外，該用于確定節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置可以構(gòu)造用于使用所述交點(diǎn)的χ和y分量 的平均值來確定交點(diǎn)的主要集合。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該用于確定節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置可以構(gòu)造用于借助后 向遞歸來確定交點(diǎn)的主要集合。該節(jié)點(diǎn)可以是該Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。則比如該節(jié)點(diǎn)可以是汽車。上述的任務(wù)還借助一種裝置而得到解決，其具有用于在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn) 地理位置的裝置，其中該裝置構(gòu)造用于-確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓；-確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)距離圓的交點(diǎn)；-確定交點(diǎn)的主要集合，其中該主要集合包含有位于該節(jié)點(diǎn)的被評(píng)估的位置附近 的那些交點(diǎn)；以及-借助交點(diǎn)的主要集合來確定該節(jié)點(diǎn)的地理位置。總之該裝置如此來配置，使得其實(shí)施上文概述的以及下文更具體闡述的方法步
馬聚ο該裝置可以任意安裝在該Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中。那么它比如可以被包含于該Ad-Hoc網(wǎng) 絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)中。其尤其可以是應(yīng)為之確定地理位置的節(jié)點(diǎn)的組成部分。也即，如果該節(jié) 點(diǎn)是汽車，那么它比如可以安裝在交通網(wǎng)絡(luò)中的汽車中，以直接在汽車中實(shí)施定位，并從而 有利于交通的協(xié)調(diào)，也即支持交通網(wǎng)絡(luò)的安全或管理。另外，上述的任務(wù)還借助一種計(jì)算機(jī)程序而得到解決，它具有一種編碼，該編碼如 此來構(gòu)造，使得其執(zhí)行上文概述的以及下文更具體闡述的方法步驟。在此該計(jì)算機(jī)程序可
7以存儲(chǔ)在一種數(shù)據(jù)載體上。另外，上述的任務(wù)還借助一種數(shù)據(jù)載體而得到解決，其中該數(shù)據(jù)載體包含有上述 的計(jì)算機(jī)程序。下面參照附圖的實(shí)施例來詳細(xì)闡述本發(fā)明，其中圖Ia示出了用于定位的按照現(xiàn)有技術(shù)的一種方法(三邊法)；圖Ib示出了用于定位的按照現(xiàn)有技術(shù)的一種方法(多邊法)，并在此示出了該方 法的缺點(diǎn)；圖2a示出了用于定位的按照現(xiàn)有技術(shù)的一種方法(邊界框方法)；圖2b示出了用于定位的按照現(xiàn)有技術(shù)的一種方法(邊界框方法)；并在此示出了 該方法的缺點(diǎn)；圖3示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的定位；圖4示出了本發(fā)明方法的以及按照現(xiàn)有技術(shù)的方法的結(jié)果比較，其中該方法的平 均dRMS在RWP模型中示出；圖5示出了本發(fā)明方法的以及按照現(xiàn)有技術(shù)的方法的結(jié)果另外的比較，其中該方 法的平均dRMS在RWP模型中示出，并且其中該方法的比較借助遠(yuǎn)離中心的鄰近節(jié)點(diǎn)來示 出；圖6示出了列模擬的圖解；圖7示出了關(guān)于具有平均dRMS的圖6的圖解、根據(jù)本發(fā)明方法的以及按照現(xiàn)有技 術(shù)的方法的結(jié)果比較；圖8示出了利用最小平方多邊法(LSL)以及本發(fā)明方法(MDL)的具有列隊(duì)行駛 (Kolnnenfahrt)模擬的模擬場(chǎng)的片段；圖9示出了十字路口模擬的圖解；

圖10示出了十字路口模擬的結(jié)果，其中示出了在該十字路口模型中本發(fā)明方法 的以及按照現(xiàn)有技術(shù)的方法的平均dRMS ；以及圖11示出了十字路口模擬的結(jié)果，其中示出了與到十字路口中心的距離有關(guān)的、 本發(fā)明方法的以及按照現(xiàn)有技術(shù)的方法的平均dRMS。下面根據(jù)一個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)的例子來解釋本發(fā)明，其中為了簡(jiǎn)化，把汽車視為(交通) 網(wǎng)絡(luò)的對(duì)象或節(jié)點(diǎn)。在此應(yīng)注意的是，本發(fā)明并不局限于在交通網(wǎng)絡(luò)中的一種應(yīng)用，本發(fā)明 的其他應(yīng)用領(lǐng)域也是可以的。不同的對(duì)象或裝置都可以用作網(wǎng)絡(luò)的對(duì)象或節(jié)點(diǎn)。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的定位。在此該網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)Pp P2, P3、P4和M組成，其中M是所搜索的節(jié)點(diǎn)，也即為之實(shí)施 定位的節(jié)點(diǎn)，并且其中該節(jié)點(diǎn)Pi、P2、P3、P4是節(jié)點(diǎn)M的鄰近節(jié)點(diǎn)。該網(wǎng)絡(luò)比如可以是一個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)點(diǎn)Pp P2、P3、P4和M為汽車。在此這些 汽車可以相互通信，并通過借助位于附近的汽車的、和/或在交通網(wǎng)絡(luò)中其他對(duì)象的位置 來確定其位置，以及通過與位于附近的汽車和/或與在交通網(wǎng)絡(luò)中其他對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)的通 信，能夠避免交通危險(xiǎn)狀況。但本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域絕不僅僅局限于這些交通狀況或總體局 限于交通。本發(fā)明靈活地被設(shè)計(jì)，并能夠應(yīng)用于不同領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域中以對(duì)象的定位和/ 或協(xié)調(diào)為任務(wù)。對(duì)于每個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)P” P2、P3、P4都分別存在一個(gè)關(guān)于在被搜索節(jié)點(diǎn)M與各個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)Pp p2、P3> P4之間的距離或間距的距離信息Cl1Hrra^ d2+derr,2、d3+derr,3、d4+derr,4。因?yàn)?間距或距離確定方法僅提供一個(gè)估計(jì)而不提供在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間距離的精確說明，所以節(jié)點(diǎn) 所具有的距離信息是不精確的。因此該距離信息di+cUu由實(shí)際的距離Cli和通過估計(jì)而存 在的誤差C^u構(gòu)成。誤差cUu的值是實(shí)數(shù)。從而cUu不僅可以具有正值，而且可以具有 負(fù)值。為了更好地闡明，圖3的誤差cU.i具有正值。
0086] 根據(jù)該實(shí)施例，為一個(gè)節(jié)點(diǎn)的每個(gè)可能的近鄰對(duì)來單獨(dú)地計(jì)算鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓 Distanzumkreise)的交點(diǎn)。這些交點(diǎn)的主要集合將位于被搜索節(jié)點(diǎn)實(shí)際位置的附近。然 后從這些交點(diǎn)的被估計(jì)的位置的主要集合來計(jì)算被搜索節(jié)點(diǎn)M的最終結(jié)果位置。
到
0088]把P1和P2的距離圓作為圓方程來考慮
0089](X-X1)2+(Y-Y1)2 = Cl12(1)
0090](x-x2) 2+(y-y2)2 = d22(2)
0091]這里(Xi，Yi)是節(jié)點(diǎn)Pi的位置。該位置說明(Xi，Yi)可以是估計(jì)的或不精確的或 者準(zhǔn)確或精確的位置說明。(x，y)在此是該節(jié)點(diǎn)M的所搜索位置。
0092]通過圓方程⑴和⑵的減法和變換而得到了以下方程
0093]y(2y2-2yi) = 2x (X1-X2)+ -d/) +(X22I12)+ (y22_yi2)(3)
0094]在另一變換之后得到了
0087]
要計(jì)算的或所搜索的節(jié)點(diǎn)M的鄰近節(jié)點(diǎn)P1和P2的距離圓交點(diǎn)可以如下所示來找
0095]
^ =-, (^2 -^i2) + (χι1 -Xi2) + (yi -y\)(4)
^2-^1 2^ "2^l
0096]通過代入?yún)?shù)P1和P2，其中
0097]
P1(5)
yi~y\
0098]以及
0099]D (^l2 -d22) + (x22 -氣2)+ (,V22-yt2) Pl~2y2-2.v,
0100]則得到了穿過P1和P2距離圓交點(diǎn)的直線方程
0101]y = pi*x+p2(7)
0102]在下一步驟中把方程(1)變換為
(6)
0103]
= -Oe-A)2+y,(8)
0104]并接著利用穿過P1和P2距離圓交點(diǎn)的直線方程(7)而等同變換為
0105]
P1X + P2 = y = ±々d、2 ~{x-X])2 +>-,(9>
0106]在方程(9)平方之后就得到以下的方程
0107]p12x2+2p1x (P2-Y1) + (P2-Y1)2 = d12-x2+2xx1-x12 = 0
0108]通過再次變換就產(chǎn)生了以下的方程
0109]χ2 (Ρι2+1) +χ (2Pl (P2-Y1) -2Xl) + (P2-Y1) [W = 0
0110]另外還在方程(11)中采用參數(shù)1、％和七，其中
9
(10) (11)
qi = Pl2+l(12)q2 = 2Pl (P2-Y1) -2Xl(13)q3 = (P2-Y1)'-d^-X!2(14)通過在方程(11)中采用參數(shù)如七和q3，最后得到二次公式q1x2-q2x+q3(15)其解為 最后從而可以通過計(jì)算參數(shù)Pl、P2以及qi、Q2和q3而得到或找到一個(gè)節(jié)點(diǎn)的兩個(gè) 近鄰的距離圓交點(diǎn)的集合。該解集可以不具有或不包含、具有或包含一個(gè)或兩個(gè)點(diǎn)?？傊?，在M的η個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的集合中可以有Xi=-1-(17)
μ2個(gè)不同的對(duì)。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的每個(gè)近鄰對(duì)通常產(chǎn)生兩個(gè)交點(diǎn)。該交點(diǎn)之一可以位于被 搜索節(jié)點(diǎn)M附近，而另一交點(diǎn)又可以遠(yuǎn)離Μ。為了去除遠(yuǎn)離被搜索節(jié)點(diǎn)M的位置的那些交點(diǎn)， 而引入閾或閾值，超過該閾或閾值而遠(yuǎn)離的交點(diǎn)不再進(jìn)入到結(jié)果中(所搜索的M的位置)， 那么這是符合目的的。該閾值比如提供了在兩個(gè)交點(diǎn)之間所允許的最大間距或最大距離。 這樣就確定或獲得了交點(diǎn)的主要集合，該交點(diǎn)的主要集合具有位于被搜索節(jié)點(diǎn)M的實(shí)際位 置或搜索位置附近的那些交點(diǎn)。這根據(jù)該實(shí)施例借助所搜索點(diǎn)的合適測(cè)量的位置來進(jìn)行。 在此根據(jù)本發(fā)明還可以采用其他已有的聚類方法。那么比如也可以考慮通過后向遞歸來進(jìn) 行選擇。位于閾之內(nèi)的所有點(diǎn)被用于計(jì)算最終結(jié)果、也即M的被搜索的位置。其現(xiàn)在比如可以通過計(jì)算該位置的χ和y分量的平均值 來求得。根據(jù)該實(shí)施例，從而所有交點(diǎn)的所有χ值被相加，其和除以交點(diǎn)的數(shù)量。相應(yīng)地也 同樣處理y值。從而所有交點(diǎn)的所有y值被相加，其和除以交點(diǎn)的數(shù)量。在此得到了在交 點(diǎn)之間的一個(gè)中心點(diǎn)。從交點(diǎn)的該中心點(diǎn)開始來考慮所有的交點(diǎn)，其中針對(duì)每個(gè)交點(diǎn)確定在該中心點(diǎn)與 該交點(diǎn)之間的距離是否低于預(yù)先確定的閾值。如果是，那么該交點(diǎn)就被記錄到所有交點(diǎn)的集合中，并從而考慮進(jìn)一步的定位。如前所述，圖3根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例示出了本發(fā)明的方法策略。在此相應(yīng)考慮 的近鄰對(duì)的所有交點(diǎn)被計(jì)算，并然后選出一個(gè)最終結(jié)果的數(shù)據(jù)組(在此借助圍繞M的測(cè)量 位置的一個(gè)固定的圓圈。這些交點(diǎn)的平均值形成了該節(jié)點(diǎn)M的被搜索的結(jié)果位置。所有交 點(diǎn)的集合在圖3中通過星狀符號(hào)來表示。在此不填充的或白色的星狀符號(hào)表示不被用于計(jì) 算或確定該節(jié)點(diǎn)M的被搜索的結(jié)果位置的交點(diǎn)。填充的或黑色的星狀符號(hào)再次表示交點(diǎn)主 要集合的交點(diǎn)，也即被用于計(jì)算或確定節(jié)點(diǎn)M的被搜索的節(jié)點(diǎn)位置的那些交點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，該定位問題被劃分為單個(gè)的估計(jì)。這所具有的優(yōu)點(diǎn)是，能夠有效而簡(jiǎn) 單地從最終的位置估計(jì)中排除單個(gè)突出的異常值。另外本發(fā)明還能夠有效地對(duì)付多重共線性并對(duì)其進(jìn)行有效的處理，其中多重共線 性在已公開的方法中在定位時(shí)產(chǎn)生問題。根據(jù)本發(fā)明，如前所述，比如通過所求得的交點(diǎn)的 平均，來實(shí)施交點(diǎn)的聚類。這導(dǎo)致在結(jié)果中明顯更精確的估計(jì)。對(duì)于以下的情況，即被搜索節(jié)點(diǎn)M與其近鄰位于一個(gè)直線中，那么通過根據(jù)本發(fā) 明的定位而再次提高了精確性，因?yàn)樵摼嚯x圓的交點(diǎn)關(guān)于該直線幾乎直角對(duì)稱。從而這些 交點(diǎn)的平均值近似為被搜索節(jié)點(diǎn)M的真正或?qū)嶋H位置。如前所述，本發(fā)明涉及第二類的方法，也即基于距離的方法，因?yàn)榧俣ㄖ辽俅嬖诮?似的距離測(cè)量來作為輸入數(shù)據(jù)。在節(jié)點(diǎn)之間距離的測(cè)量比如可以借助結(jié)合延遲時(shí)間用于距離即間距確定的方法 來實(shí)施。如前所述，本發(fā)明并不局限于這些距離或間距確定方法。則比如也可以應(yīng)用或采 用其他的方法，比如基于超聲測(cè)量、光測(cè)量或無線電波測(cè)量的方法。本發(fā)明通常的前提是， 距離或間距確定方法提供與在被搜索節(jié)點(diǎn)與被搜索節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)之間間距有 關(guān)的信息，其中考慮了該間距或距離信息可能的不精確性。這自然也不排除精確的間距或 距離信息。從而保證了關(guān)于在被搜索節(jié)點(diǎn)與鄰近節(jié)點(diǎn)之間所確定的距離的容錯(cuò)。與已知方法的一個(gè)重要差別在于，已知方法在信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和正常節(jié)點(diǎn)之間在必要的 方式上是不同的，也即在其位置或者是已知的或者是完全未知的節(jié)點(diǎn)之間。根據(jù)本發(fā)明，鄰 近節(jié)點(diǎn)可以具有以GPS測(cè)量或其他位置測(cè)量形式的位置估計(jì)和/或精確的位置說明。這些 估計(jì)根據(jù)本發(fā)明以協(xié)作的方式和方法被用于位置精確化。關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的方法的另一優(yōu)點(diǎn)是信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中以及在網(wǎng)絡(luò)密度中是一個(gè) 組成部分。在已知的方法中采用了相對(duì)高的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)組成部分(5-10%)。本發(fā)明在以下 網(wǎng)絡(luò)中也實(shí)現(xiàn)了定位，其中該網(wǎng)絡(luò)寧可具有小部分的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，因?yàn)橄鄬?duì)于節(jié)點(diǎn)比如在交 通中的汽車的總數(shù)，具有確切已知位置的RSU的數(shù)量寧可是小的。因此其鄰近節(jié)點(diǎn)、也即位 于其無線電作用范圍內(nèi)的那些節(jié)點(diǎn)用作用于確定節(jié)點(diǎn)的位置的參照。如果考慮交通網(wǎng)絡(luò) 的例子，那么比如在一個(gè)WAVE網(wǎng)絡(luò)中汽車的數(shù)量寧可是小的，并且在密度上也可能顯著變 化。同樣由于移動(dòng)特征而使拓?fù)浣?jīng)常變化。另外，為了根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行定位，把節(jié)點(diǎn)劃分為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和非信標(biāo)節(jié)點(diǎn)類不是必 要的，而這在已知的方法中是一個(gè)前提。節(jié)點(diǎn)可以全部稱為普通的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(比如汽車) 或者RSU節(jié)點(diǎn)(比如路邊單元)。第一類僅具有其自己位置的比如通過GPS的不精確測(cè)量， 并且是移動(dòng)的。第二類具有精確的位置說明，但是是不移動(dòng)的。相互位于其無線電作用范 圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)被稱作鄰近節(jié)點(diǎn)。在此劃分為上述的第一類和上述的第二類并不是強(qiáng)制的?？梢源嬖谶@兩類的節(jié)點(diǎn)，或者也可以存在兩類之一的節(jié)點(diǎn)。下面比較根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法和根據(jù)本發(fā)明方法的定位結(jié)果。為了對(duì)這三種方法 (多邊法，邊界框方法和本發(fā)明的方法)獲得概觀，其首先在通常用于分析移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、但抽 象的模型、Random Waypoint(RffP)模型中來進(jìn)行驗(yàn)證。某一數(shù)量的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在此移動(dòng) 到一個(gè)封閉的矩形場(chǎng)中。該RWP模型的具體說明比如參見[9]。圖4示出了本發(fā)明方法和現(xiàn)有技術(shù)的方法(最小平方多邊法、多邊法和邊界框方 法)的結(jié)果對(duì)比，其中在RWP模型中給出這些方法的平均dRMS。除了這三種方法的結(jié)果之外，還加入了 GPS輸入數(shù)據(jù)的被測(cè)量的dRMS來進(jìn)行比 較。其一般約為12. 5m。在圖4中首先已經(jīng)能看到的是，不僅最小平方多邊法(LSL)、而且 邊界框法(BB)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅少量近鄰的情況下提供非常差的位置估計(jì)。相應(yīng)的dRMS值因 此在圖中也沒有被列入。在圖4中縱軸表示所測(cè)量的dRMS，橫軸表示鄰近節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。唯一本發(fā)明的方法(在下文中稱為多邊擴(kuò)展法(Multidilateration) (MDL))能夠 在小近鄰數(shù)量的情況下就改善輸入數(shù)據(jù)的精確性。而LSL自約11個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)起才能夠改 善，而利用BB在約50個(gè)近鄰的高數(shù)量時(shí)才實(shí)現(xiàn)。一方面(如前所述)這在LSL中尤其在 少量近鄰的情況下對(duì)異常值有大的影響，那么其體現(xiàn)為差的近似。這種效應(yīng)首先出現(xiàn)在網(wǎng) 絡(luò)的邊緣。另一方面，在BB中在網(wǎng)絡(luò)周邊上通常差的表現(xiàn)導(dǎo)致高的dRMS，但在該模擬模型 中也導(dǎo)致通常差的效率。為了更確切地顯示這種差別，靜態(tài)地分析了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)的50個(gè)瞬態(tài)記錄。節(jié) 點(diǎn)的總數(shù)相應(yīng)為20個(gè)。為了能夠在邊緣節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)中心的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行區(qū)分，使用了以下 的度量標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)來確定比它本身更遠(yuǎn)離模擬場(chǎng)中心的那些節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。該度量 標(biāo)準(zhǔn)或該數(shù)量表示在圖5的橫軸上。圖5的縱軸表示所測(cè)量的dRMS。在圖5中可以看出，BB在網(wǎng)絡(luò)邊緣具有高的不精確性。然而因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)已具有 相對(duì)高數(shù)量的近鄰，所以LSL達(dá)到明顯改善的值，在此尤其在邊緣節(jié)點(diǎn)處也可以觀測(cè)到提 高的dRMS?？偠灾琈DL在這種環(huán)境下更好地工作。在僅少量鄰近節(jié)點(diǎn)的情況下就已經(jīng)能 夠觀測(cè)到位置估計(jì)的良好的精確性，明顯低于12. 5m的輸入數(shù)據(jù)精確度。通過對(duì)近鄰距離圓的交點(diǎn)求平均，在網(wǎng)絡(luò)的邊緣也實(shí)現(xiàn)了良好的估計(jì)，因?yàn)榕c比 如在BB中不同，不對(duì)最大距離進(jìn)行最小化。下面根據(jù)列模擬的例子來考慮本發(fā)明。按照通常的RWP情況，現(xiàn)在應(yīng)該涉及該方法的更特殊的應(yīng)用情況。為此針對(duì)作為 道路交通中汽車的節(jié)點(diǎn)來選擇以下的移動(dòng)圖樣-網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量不再是固定的，而是可變的。它們以可調(diào)的均勻分布的發(fā)生概率 重新出現(xiàn)在模擬中。-一個(gè)新出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在該模擬場(chǎng)邊緣上的一個(gè)固定位置上，并在某一通道中 在X或Y方向上移動(dòng)到該模擬場(chǎng)的另一側(cè)。這種移動(dòng)在此僅僅在給定的方向上延伸，“逆 行”是不可能的。在每個(gè)移動(dòng)步驟中除了實(shí)施側(cè)向移動(dòng)之外，還在間隔[_2.5m，2.5m]內(nèi)均 勻分布地存在偏轉(zhuǎn)。
12
-如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)離開了該模擬場(chǎng)，那么該節(jié)點(diǎn)就被清除。在圖6中示出了這種情景的示圖。如根據(jù)圖7的分析而能夠看出的一樣，在該情景中該方法的效率與RWP模擬相比 部分地發(fā)生明顯變化。在此縱軸表示平均dRMS，橫軸表示鄰近節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。BB方法在具有間距的RWP情景中表現(xiàn)出最差的性能，而現(xiàn)在LSL占據(jù)這個(gè)位置。 一個(gè)事實(shí)在此是尤其值得注意的BB在至少具有高數(shù)量近鄰的RWP下相對(duì)于GPS精度也達(dá) 到了位置估計(jì)的改善。相反，在現(xiàn)在的情景中LSL保持明顯高于該閾值。通過再次明顯提 高網(wǎng)絡(luò)密度按照文獻(xiàn)資料也不能期待位置的改善。在LSL中差的值的原因在于該情景的概念。因?yàn)樗械墓?jié)點(diǎn)位置是近似完全多重 共線的，所以在最小平方分析中出現(xiàn)非常大的誤差。該情景的一個(gè)屏幕截圖示出了這種情 況(見圖8，模擬場(chǎng)的片段)。圖中的左邊示出了 LSL的一個(gè)屏幕截圖，右邊用MDL來對(duì)比地構(gòu)圖。在LSL中明 顯能夠看到大的定位誤差。因?yàn)樘摼€延伸穿過在Y方向上的一些位置，所以在X方向上的 定位誤差非常大。該LSL方法因此完全不適合這種情景。即使MDL提供了最佳的結(jié)果，整體性能也差于RWP情景。在此在節(jié)點(diǎn)密度高的情 況下能夠達(dá)到低于5m的定位dRMS，而在此最小值則在約7m處擺動(dòng)。對(duì)于大的近鄰數(shù)量，該 MDL方法僅比BB有微小的改善。下面根據(jù)一個(gè)十字路口的模擬來解釋本發(fā)明。前述的列形式的情況更多地適于描繪高速公路或道路，而下面解釋一種典型的城 市情景，也即十字路口的模擬。原理上該情景與列情況差別不是非常大，因?yàn)閮H僅是把兩個(gè)通道相互垂直交叉。 然而在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲写嬖诿黠@的差別，因?yàn)樵趦蓚€(gè)通道的節(jié)點(diǎn)之間自然產(chǎn)生新的鄰近關(guān)系。在圖9中示意性示出了該情景。在圖10中示出了利用不同的方法、關(guān)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均近鄰數(shù)量該網(wǎng)絡(luò)的平均 dRMS。也即，縱軸表示平均dRMS，橫軸表示鄰近節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。在此該LSL方法相對(duì)于其他兩種方法也明顯下降。雖然其效率優(yōu)于前面的情景， 但是在節(jié)點(diǎn)密度大的情況下其平均dRMS也明顯高于GPS位置測(cè)量。這種改善通過以下事 實(shí)來解釋，即現(xiàn)在在圖9所示的圓中其他節(jié)點(diǎn)作為與在同一通道中的近鄰不共線的近鄰而 存在。但是因?yàn)檫@些新的近鄰在它們之間同樣具有高的共線性，所以這種改善不是如期望 的大。該BB方法與列情景相比相反可能沒有改善。在每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有少量近鄰的情況下， 該dRMS在密度高的情況下仍舊明顯較高。在平均約20個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的數(shù)量下才達(dá)到相對(duì)于 GPS測(cè)量的dRMS的改善的dRMS，而在列情景中在約11個(gè)近鄰時(shí)就已經(jīng)是這種情況了。如 圖所示，BB在近似共線列的偽一維情景中達(dá)到了最高效率。在此一旦在兩個(gè)坐標(biāo)分量中位 置不同的近鄰一同進(jìn)入計(jì)算中，那么該值就變差。在這種情景中MDL方法的效率是最佳的。 與列情景相比，dRMS甚至還有少許的改善，這對(duì)于近鄰數(shù)量低的情況尤其是適合的。在節(jié) 點(diǎn)密度大的情況下，與列模擬相反，在MDL和BB之間也存在明顯的差別。如前所述，按照至十字路口中心的距離，得到不同的近鄰數(shù)量，并從而還得到優(yōu)劣 不同的位置估計(jì)。在十字路口直接附近的精度是尤其受關(guān)注的。在圖11中記錄了該方法
13與距離(在橫軸上)有關(guān)的dRMS (在縱軸上)。通過50個(gè)“快照”(Snapshot)確定了所示 的數(shù)據(jù)。如圖所示，在十字路口直接附近所有三個(gè)方法都表現(xiàn)出良好的效率，其中MDL在 繞中點(diǎn)0-50m半徑內(nèi)達(dá)到4m的平均dRMS，另外兩個(gè)達(dá)到6_8m。所有三個(gè)方法然后緩慢地 隨著距離的增加而以線性方式地變差。LSL的效率在250m-300m時(shí)則明顯下降，因?yàn)榕c交叉 通道的節(jié)點(diǎn)不再存在更多關(guān)聯(lián)，所以結(jié)果變得如同在列情景中類似地差。BB直至網(wǎng)絡(luò)外緣 都具有良好的值，即使它也沒有達(dá)到MDL的品質(zhì)。但是然后dRMS迅速下降，這叉參見具有 在邊緣的節(jié)點(diǎn)的BB的已知問題?？傊瑢?duì)于利用專用軟件而在上述情景中所模擬的方法，用于位置確定的多邊擴(kuò) 展法(MDL)不僅僅在汽車網(wǎng)絡(luò)中是優(yōu)選的。在所有測(cè)試情景中MDL都達(dá)到了最佳的效率。 MDL受所述的多重共線性問題影響最小。在具有小近鄰密度的網(wǎng)絡(luò)中，利用MDL在大多情況 下也可以達(dá)到精度上的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明涉及確定在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的地理位置。為此確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩 個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓。另外還確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓。根據(jù)所確定的或 所求得的交點(diǎn)集合，來確定交點(diǎn)的主要集合，其中該主要集合包含有位于所估計(jì)節(jié)點(diǎn)位置 附近的那些交點(diǎn)。然后借助交點(diǎn)的主要集合來確定節(jié)點(diǎn)的地理位置。因此計(jì)算相應(yīng)近鄰對(duì)的所有交點(diǎn)。從中選擇出一個(gè)數(shù)據(jù)組(交點(diǎn))來作為結(jié)果 (比如借助圍繞被搜索節(jié)點(diǎn)的測(cè)量位置的一個(gè)確定的圓(比如通過閾值來預(yù)先給定))。這 些交點(diǎn)的平均點(diǎn)就形成了結(jié)果位置，也即被搜索節(jié)點(diǎn)的位置。雖然在前文中參照附圖的實(shí)施方案來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋，但顯然，本發(fā)明并不局 限于該實(shí)施方案，而是能夠在上文以及所附權(quán)利要求中所公開的發(fā)明觀點(diǎn)的范疇內(nèi)進(jìn)行變 化。自然應(yīng)理解為，還可以提供其他的體現(xiàn)本發(fā)明原則并且等同的實(shí)施方案，并從而能夠?qū)?現(xiàn)不同的變化而不脫離本發(fā)明的范疇。那么就比如不必考慮所有的鄰近節(jié)點(diǎn)以確定一個(gè)節(jié) 點(diǎn)的位置。尤其在節(jié)點(diǎn)集合大的情況下這并不總是有意義的，而是在很多情況下預(yù)先確定 或預(yù)先求得一個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的集合就足以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的對(duì)位置的確定。另外還可以采用 不同的聚類方法，以確定交點(diǎn)的主要集合。另外本發(fā)明完全不依賴于所提供的間距或距離 確定方法。而是能夠采用不同的可用的間距或距離測(cè)量方法的結(jié)果。此外鄰近節(jié)點(diǎn)的位置 信息可以是不精確的和/或精確的信息。文獻(xiàn)目錄[1]NICULESCU，Dragos ；NATH, Badri 在 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)中基于 DV 的定位(DV Based Positioning in Ad Hoc Networks),干丨J 登于電信系統(tǒng)(Telecommunication Systems) 22 (2003)，第 1-4, 267-280 頁[2] HSIEH，Yi-Ling ；WANG, Kuochen 在移動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的有效定位 (Efficient Localization in Mobile Wireless Sensor Networks),干丨J登于IEEE 傳感 器網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議學(xué)報(bào)，通用，以及可靠計(jì)算(Proceedings of the IEEE International Conference on Sensor Networks, Ubiquitous, and Trustworthy Computing) (2006), 292-297 頁[3]SAVARESE,C. ；RABAY,J. ；LANGEND0EN, K.分布 Ad-Hoc 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的魯棒 定位算法(Robust Positioning Algorithms for Distributed Ad-Hoc Wireless SensorNetworks). Delft 技術(shù)大學(xué)，2001[4]SAVVIDES, Andreas ；HAN, Chih-Chieh ；STRIVASTAVA, Mani B.在 Ad-Hoc 傳感 白勺云力m^ftn (Dynamic fine-grained localization in Ad-Hoc networks
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一種用于在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)的地理位置的方法，其中該方法包括 確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓； 確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓的交點(diǎn)； 確定所述交點(diǎn)的主要集合，其中該主要集合具有位于該節(jié)點(diǎn)的被估計(jì)的位置附近的那些交點(diǎn)；以及 借助交點(diǎn)的主要集合來確定該節(jié)點(diǎn)的地理位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中為所述至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)借助 該鄰近節(jié)點(diǎn)的位置說明和距離說明來確定鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該距離說明是不精確的距離說明。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中該位置說明是不精確的位置說明。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該位置說明通過GPS測(cè)量來提供。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中該位置說明是精確的位置說明。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6之一所述的方法，其中借助距離測(cè)量方法來確定該距離說明。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中基于每?jī)蓚€(gè)距離圓的圓方程的減法和變換 來確定距離圓的交點(diǎn)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中在確定交點(diǎn)的主要集合時(shí)使用閾值，并且 位于該閾值之內(nèi)的交點(diǎn)被用于計(jì)算最終結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中使用所述交點(diǎn)的χ和y分量的平均值來確定交點(diǎn) 的主要集合。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中借助后向遞歸來確定交點(diǎn)的主要集合。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中通過所述節(jié)點(diǎn)來實(shí)施該方法。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述節(jié)點(diǎn)是該Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述節(jié)點(diǎn)是汽車。
15.一種在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，其中該節(jié)點(diǎn)具有用于確定該節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置， 所述用于確定該節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置被構(gòu)造用于_確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓； -確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓的交點(diǎn)；_確定交點(diǎn)的主要集合，其中該主要集合具有位于該節(jié)點(diǎn)的被估計(jì)的位置附近的那些 交點(diǎn)；以及-借助所述交點(diǎn)的主要集合來確定該節(jié)點(diǎn)的地理位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的節(jié)點(diǎn)，其中用于確定該節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置被構(gòu)造用于借 助該鄰近節(jié)點(diǎn)的位置說明和距離說明為所述至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)來確定 鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的節(jié)點(diǎn)，其中該節(jié)點(diǎn)具有用于接收鄰近節(jié)點(diǎn)的位置說明的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的節(jié)點(diǎn)，其中該距離說明是不精確的距離說明。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18之一所述的節(jié)點(diǎn)，其中該位置說明是不精確的位置說明。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19之一所述的節(jié)點(diǎn)，其中該位置說明是通過GPS測(cè)量所提供的 位置說明。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至18之一所述的節(jié)點(diǎn)，其中該位置說明是精確的位置說明。
22.根據(jù)權(quán)利要求16至21之一所述的節(jié)點(diǎn)，其中該距離說明是借助距離測(cè)量方法而確 定的距離說明。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的節(jié)點(diǎn)，其中用于確定該節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置被構(gòu)造 用于基于每?jī)蓚€(gè)距離圓的圓方程的減法和變換來確定距離圓的交點(diǎn)。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的節(jié)點(diǎn)，其中用于確定該節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置被構(gòu)造 用于在確定交點(diǎn)的主要集合時(shí)使用閾值，并把位于該閾值之內(nèi)的交點(diǎn)用于計(jì)算最終結(jié)果。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述用于確定該節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置被構(gòu)造用 于使用交點(diǎn)的χ和y分量的平均值來確定交點(diǎn)的主要集合。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述用于確定該節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置被構(gòu) 造用于借助后向遞歸來確定交點(diǎn)的主要集合。
27.根據(jù)權(quán)利要求15至26之一所述的節(jié)點(diǎn)，其中該節(jié)點(diǎn)是該Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
28.根據(jù)權(quán)利要求15至27之一所述的節(jié)點(diǎn)，其中該節(jié)點(diǎn)是汽車。
29. 一種裝置，其包含有用于在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置，其中該用于 在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)地理位置的裝置被構(gòu)造用于_確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓；-確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓的交點(diǎn)；_確定交點(diǎn)的主要集合，其中該主要集合具有位于該節(jié)點(diǎn)的被估計(jì)的位置附近的那些 交點(diǎn)；以及-借助所述交點(diǎn)的主要集合來確定該節(jié)點(diǎn)的地理位置。
30.一種計(jì)算機(jī)程序，其中該計(jì)算機(jī)程序具有編碼，該編碼構(gòu)造用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求 1至14之一所述的方法步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的計(jì)算機(jī)程序，其中該計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)載體上。
32.一種數(shù)據(jù)載體，其具有根據(jù)權(quán)利要求30所述的計(jì)算機(jī)程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中確定節(jié)點(diǎn)地理位置的一種方法和一種裝置。為此確定該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓。另外還檢測(cè)該節(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)的距離圓的交點(diǎn)。由所檢測(cè)的或所確定的交點(diǎn)的集合來確定交點(diǎn)的主要集合，其中該主要集合包含有位于該節(jié)點(diǎn)的估計(jì)位置附近的那些交點(diǎn)。然后借助交點(diǎn)的主要集合來確定該節(jié)點(diǎn)的地理位置。
文檔編號(hào)G01S5/02GK101910863SQ200880124740
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月14日
發(fā)明者A·拉米雷茲, O·米勒 申請(qǐng)人:西門子公司