CN104076329B - 节点定位方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节点定位方法和装置，属于定位领域。所述方法包括：根据目标节点的历史定位信息，获取所述目标节点的定位范围；获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值；根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位。采用本发明实施例提供的方法，根据目标节点的历史定位信息，重新确定了目标节点在后续定位过程中的定位范围，减少了需要搜索的参考节点的数量，减少距离值搜索的耗时，提高定位系统的计算效率，进一步地提高了系统刷新率以及定位准确率。

Description

节点定位方法和装置
技术领域
本发明涉及定位领域，特别涉及一种节点定位方法和装置。
背景技术
随着LBS（Location Based Service，基于位置的服务）逐渐成为研究和应用的热点，定位技术作为LBS的支撑技术，具有非常高的研究价值和商业价值，但同时也具有相当高的难度。在多种定位技术中，基于测距的定位技术的精度最高。
在基于测距的定位系统中包括多个参考节点，每个参考节点具有固定的节点坐标。为了实现对移动中的目标节点的定位，需要搜索目标节点与所有参考节点之间的距离值，根据搜索到的距离值以及距离值对应的参考节点的节点坐标，采用多边测量定位法计算目标节点的定位坐标。
在中国公开号为CN102253367A，发明名称为“一种基于超声波的室内三维定位系统及方法”的专利中提供了一种定位方法，具体包括：利用基于测距技术的定位算法，对目标节点（未知节点）与定位区域内信标组中的每个信标之间的距离进行搜索，并根据搜索的距离进行三维定位。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
在定位系统中，由于目标节点与每个参考节点之间的实际距离不等，而且相应的信道特性不等，因此导致目标节点与某些参考节点之间的距离值可能无法被搜索到。，基于以上理由，在每次对目标节点定位时，为了保证达到定位目的，需搜索目标节点与定位区域内所有参考节点之间的距离值以得到尽可能多的距离值，而当待搜索的参考节点数目较多时，搜索距离值耗时长，定位系统的计算效率低，进一步导致了系统刷新率低，定位准确率低。
发明内容
为了减少距离值搜索的耗时，提高定位系统的计算效率，本发明实施例提供了一种节点定位方法和装置。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种节点定位方法，所述方法包括：
根据目标节点的历史定位信息，获取所述目标节点的定位范围；
获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值；
根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位。
可选地，根据目标节点的历史定位信息，获取所述目标节点的定位范围，包括：
根据所述历史定位信息，获取作为定位参照物的第一节点的节点坐标；
根据所述历史定位信息中所述目标节点的移动速度和定位时间间隔，获取所述目标节点的定位半径；
以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围。
可选地，根据所述历史定位信息，获取作为定位参照物的第一节点的节点坐标，包括：
根据所述历史定位信息，获取所述历史定位信息中所述目标节点在上一次定位过程中确定的节点坐标，将所述上一次定位过程中确定的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；或，
获取所述上一次定位过程中与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
可选地，获取所述上一次定位过程中与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标，包括：
将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在水平平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；或，
将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在垂直平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
可选地，根据所述历史定位信息中所述目标节点的移动速度和定位时间间隔，获取所述目标节点的定位半径，包括：
根据所述历史定位信息中所述目标节点的至少两次定位过程获取到的定位坐标，获取所述目标节点的移动速度；
根据定位时间间隔与获取到的所述目标节点的移动速度，获取为所述目标节点的定位半径。
可选地，以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围，包括：
以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；
判断所述第一定位范围所包含的参考节点个数是否大于或等于第一预设阈值，如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则将所述第一定位范围获取为所述目标节点的定位范围；
如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第二定位范围，将所述第二定位范围获取为所述目标节点的定位范围。
可选地，获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值之后，根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位之前，包括：
如果获取到的距离值个数小于第二预设阈值，扩大所述定位范围；
获取所述目标节点与所述扩大后的定位范围内的每个参考节点之间的距离值。
可选地，以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围，包括：
以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；
根据所述第一定位范围内的第二节点，获取第三节点，所述第二节点与所述第三节点属于同一个阵型，且所述第三节点的节点坐标不属于所述第一定位范围；
将所述第一定位范围以及所述第三节点的节点坐标获取为所述目标节点的定位范围。
另一方面，本发明实施例提供了一种节点定位装置，所述装置包括：
定位范围获取模块，用于根据目标节点的历史定位信息，获取所述目标节点的定位范围；
距离值获取模块，用于获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值；
定位模块，用于根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位。
可选地，所述定位范围获取模块包括：
第一节点获取单元，用于根据所述历史定位信息，获取作为定位参照物的第一节点的节点坐标；
定位半径获取单元，用于根据所述历史定位信息中所述目标节点的移动速度和定位时间间隔，获取所述目标节点的定位半径；
定位范围获取单元，用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围。
可选地，所述第一节点获取单元用于根据所述历史定位信息，获取所述历史定位信息中所述目标节点在上一次定位过程中确定的节点坐标，将所述上一次定位过程中确定的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；或，
所述第一节点获取单元用于获取所述上一次定位过程中与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
可选地，所述第一节点获取单元用于将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在水平平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；或，
所述第一节点获取单元用于将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在垂直平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
可选地，所述定位半径获取单元用于根据所述历史定位信息中所述目标节点的至少两次定位过程获取到的定位坐标，获取所述目标节点的移动速度；根据定位时间间隔与获取到的所述目标节点的移动速度，获取为所述目标节点的定位半径。
可选地，所述定位范围获取单元用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；判断所述第一定位范围所包含的参考节点个数是否大于或等于第一预设阈值，如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则将所述第一定位范围获取为所述目标节点的定位范围；如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第二定位范围，将所述第二定位范围获取为所述目标节点的定位范围。
可选地，所述装置还包括：
定位范围扩大模块，用于如果获取到的距离值个数小于第二预设阈值，扩大所述定位范围；
所述距离值获取模块还用于获取所述目标节点与所述扩大后的定位范围内的每个参考节点之间的距离值。
可选地，所述定位范围获取单元用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；根据所述第一定位范围内的第二节点，获取第三节点，所述第二节点与所述第三节点属于同一个阵型，且所述第三节点的节点坐标不属于所述第一定位范围；将所述第一定位范围以及所述第三节点的节点坐标获取为所述目标节点的定位范围。
本发明实施例提供的一种节点定位方法和装置，通过根据目标节点的历史定位信息，获取所述目标节点的定位范围；获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值；根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位。采用本发明实施例的技术方案，根据目标节点的历史定位信息，重新确定了目标节点在后续定位过程中的定位范围，减少了需要搜索的参考节点的数量，减少距离值搜索的耗时，提高定位系统的计算效率，进一步地提高了系统刷新率以及定位准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种节点定位方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种节点定位方法的流程图；
图3是本发明实施例中提供的一种节点定位装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种节点定位方法的流程图。该发明实施例的执行主体可以为定位系统的控制节点，参见图1，所述方法包括：
101、根据目标节点的历史定位信息，获取所述目标节点的定位范围；
在本发明实施例中，目标节点的历史定位信息是指该目标节点在当前定位过程之前的至少一个定位过程。每当定位系统刷新一次，即进行一次定位过程。对于同一个目标节点，该目标节点的每个定位过程之间的时间间隔与系统刷新率成反比。
对于目标节点来说，每个定位过程至少可以获得该目标节点在该定位过程中的定位坐标以及该目标节点与多个参考节点之间的距离值。
根据目标节点的历史定位信息可以确定该目标节点的移动方向以及移动速度等参数，因此，可以通过对目标节点的历史定位信息的分析，将目标节点在后续定位过程中的活动区域限制在一个定位范围中，该定位范围中所包含的参考节点数小于定位系统所包含的参考节点数。
102、获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值；
该定位范围为一个地理区域上的范围，而在该获取到的定位范围对应的地理区域中包含多个参考节点，该多个参考节点的节点坐标位于该获取到的定位范围对应的地理区域中。因此，当获取到目标节点的定位范围时，获取该定位范围内的每个参考节点，并根据该定位范围内每个参考节点，获取目标节点与定位范围内的每个参考节点之间的距离值。
其中，获取目标节点到参考节点的距离值的方法包括但不限于：确定每个参考节点接收目标节点发射的测距信号的时间；根据确定的时间对目标节点到每个参考节点的距离进行计算，得到目标节点到每个参考节点的距离值。其中，测距信号的类型可以是可闻声，超声波或者超高频电磁信号等，本发明实施例在此不对测距信号的类型进行具体限定。
除了上述获取目标节点到每个参考节点的距离值的方法之外，还可以有其他获取目标节点到每个参考节点的距离值的方法，例如，采用基于RSSI（Received SignalStrength Indication，接收信号强度指示）的测距方法，根据参考节点接收到的目标节点发射的测距信号的发射功率和接收功率，计算得到目标节点到参考节点的距离值。对于具体采用哪种方法获取目标节点到每个参考节点的距离值，本发明实施例在此不进行具体限定。
在本发明实施例中，由于仅获取定位系统中属于定位范围内的多个参考节点与目标节点之间的距离值，因此大大降低了距离值的搜索耗时。
103、根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位。
该定位过程可以为对目标节点的三维定位过程，该三维定位过程可以采用多边测量定位法对目标节点的定位坐标进行计算，在三维定位过程中，根据目标节点与参考节点之间的距离值以及参考节点的节点坐标构成球面方程，当球面方程的个数大于变量的个数，使用极大似然法来获得最小均方差意义上的估计值，即多边测量定位法。在三维空间中，若已知目标节点与4个或4个以上参考节点之间的距离值，从而构成至少4个球面方程，就可以确定该目标节点的节点坐标。
由于限定的获取距离值的参考节点的范围，所获取的距离值数量大大减小，则对节点坐标的计算过程的复杂度也大大减小，提高了定位系统的计算效率；而由于计算复杂度的减小，使得定位系统的负载减轻，能够实现系统刷新率的提高，一旦系统的刷新率提高，由于定位频繁，则会提高对目标节点的定位准确率。
采用本发明实施例提供的方法，根据目标节点的历史定位信息，重新确定了目标节点在后续定位过程中的定位范围，减少了需要搜索的参考节点的数量，减少距离值搜索的耗时，提高定位系统的计算效率，进一步地提高了系统刷新率以及定位准确率。
可选地，基于图1所示实施例的基础上，该步骤101“根据目标节点的历史定位信息，获取所述目标节点的定位范围”，包括以下步骤1011至1013：
1011、根据所述历史定位信息，获取作为定位参照物的第一节点的节点坐标；
通过分析该目标节点的历史定位信息，可以获知该目标节点在当前定位过程之前的至少一个定位坐标，并且可以获知用于定位该目标节点的多个参考节点与目标节点之间的距离值以及距离值对应的节点标识，因此，可以从该目标节点或用于定位该目标节点的多个参考节点中获取至少一个第一节点来作为该目标节点在后续定位过程中的定位参照物，以便确定该目标节点在后续定位过程中的可能活动范围。
1012、根据所述历史定位信息中所述目标节点的移动速度和定位时间间隔，获取所述目标节点的定位半径；
其中，定位时间间隔是指定位系统每次进行定位之间的时间间隔，该定位时间间隔为系统刷新率的倒数，系统刷新率是指定位的频率，系统每刷新一次，即进行一次对目标节点的定位。
由于每一次定位过程均可以获取到该次定位过程中目标节点的节点坐标，因此，可以根据目标节点的节点坐标，获取到该目标节点的移动速度，再结合系统刷新率，即可以获知在下一次定位过程中该目标节点可能的移动距离。1013、以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围。
由于目标节点的移动方向不确定，因此需要确定一个三维的活动范围，以避免目标节点的实际移动超出所确定的活动范围的情况。在本发明实施例中，获取到的定位范围可以认为是一个立体空间上的球形范围，该球形范围以第一节点的节点坐标为圆心，以获取到的定位半径为半径，该定位范围用于限定后续进行距离值搜索时所搜索的参考节点的范围。
进一步可选地，在上述实施例提供的技术方案的基础上，该步骤1011“根据所述历史定位信息，获取作为定位参照物的第一节点的节点坐标”，包括以下任一步骤：
1011a：根据所述历史定位信息，获取所述历史定位信息中所述目标节点在上一次定位过程中确定的节点坐标，将所述上一次定位过程中确定的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；
由于在当前定位过程之前，已经进行过了至少一次的定位过程，因此，根据所述历史定位信息，可以获知该目标节点在上一次定位过程中确定的节点坐标，将该目标节点的已知节点坐标作为定位参照物，能够更准确的获知该目标节点的可能活动范围。
1011b：获取所述上一次定位过程中与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
具体地，通过比较上一次定位过程中多个距离值以及距离值对应的节点标识，获取上一次定位过程中与目标节点之间的数值最小的距离值以及该数值最小的距离值对应的节点标识，根据该数值最小的距离值对应的节点标识，从节点标识与节点坐标之间的映射关系中，获取与该数值最小的距离值对应的节点标识对应的节点坐标，将该节点坐标作为与所述目标节点之间的距离值最小的参考节点的节点坐标。其中，节点标识与节点坐标之间的映射关系是指存储于定位系统数据库中的节点标识以及对应的节点坐标。
对于一次定位过程来说，该次定位过程中的目标节点的定位坐标是由搜索到的多个距离值计算得到，而在搜索到的多个距离值中，与目标节点的定位坐标之间的距离值最小的参考节点可以认为是在空间中与目标节点之间的距离最小的参考节点，距离值越小，其受到干扰的概率越小，其倒数越大，该距离值对应的参考节点的可信度越高，从而可以将该与目标节点之间的距离值最小的参考节点作为一个参照物，以确定目标节点在下一次定位过程中的可能活动范围。
例如，对于一个定位过程来说，搜索到100个距离值以及距离值对应的节点标识，则获取该100个距离值中数值最小的距离值对应的节点标识IDmin，根据该节点标识IDmin从定位系统数据库中获取对应的节点坐标。
基于上述的两种第一节点的获取，步骤1013所确定的定位范围可能有所不同，然而根据目标节点的已知定位坐标和距离值最小的参考节点来确定定位范围，均可以实现对目标节点的可能活动范围的预测，减少了需要搜索的参考节点的数量，减少距离值搜索的耗时，提高定位系统的计算效率，进一步地提高了系统刷新率以及定位准确率。
进一步可选地，在上述实施例提供的技术方案的基础上，该步骤1011a“获取所述上一次定位过程中与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标”，包括以下任一种实现方式：
（1）将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在水平平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；
（2）将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在垂直平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
由于参考节点在空间中的坐标一般是三维坐标，因此，参考节点之间的位置关系可能会有以下情况：参考节点不处于同一平面上；或，参考节点虽处于同一个平面上，但所处平面不与水平平面或垂直平面平行；或，参考节点与目标节点之间有障碍物。则对于参考节点来说，距离值的数值大小不一定能够准确的表示参考节点与目标节点之间的水平投影距离大小或垂直投影距离大小，因此，可以将上一次定位过程中搜索到的距离值中数值最小的距离值对应的参考节点作为第一节点的节点坐标，该距离值用于表示点到点之间的实际距离；或可以将上一次定位过程中搜索到的距离值中在水平平面（XY平面）上投影距离最小的距离值对应的参考节点作为第一节点的节点坐标；或可以将上一次定位过程中搜索到的距离值中在垂直平面（XZ平面或YZ平面）上投影距离最小的距离值对应的参考节点作为第一节点的节点坐标。本发明实施例对获取投影距离时所对应的平面不做限定。
如，参考节点1与目标节点之间的距离值为A1，其在水平平面的投影距离为A11，其在垂直平面的投影距离为A12，而参考节点2与目标节点之间的距离值为B1，其在水平平面的投影距离为B11，其在垂直平面的投影距离为B12，其中，A11大于B11，A12小于B12，则当以水平平面投影距离最小的参考节点为第一节点时，选择参考节点B1为第一节点，而以垂直平面投影距离最小的参考节点为第一节点时，选择参考节点A1为第一节点。
基于上述对距离值的进一步分析，步骤1011a所获取的第一节点有所不同，然而根据目标节点的已知定位坐标和作为定位参照物的第一节点来确定定位范围，可以更准确的对目标节点的可能活动范围的预测，减少了需要搜索的参考节点的数量，减少距离值搜索的耗时，提高定位系统的计算效率，进一步地提高了系统刷新率以及定位准确率。
进一步可选地，在上述实施例提供的技术方案的基础上，该步骤1012“根据所述历史定位信息中所述目标节点的移动速度和定位时间间隔，获取所述目标节点的定位半径”，包括：
步骤1012a、根据所述历史定位信息中所述目标节点的至少两次定位过程获取到的定位坐标，获取所述目标节点的移动速度；
根据目标节点的至少两次定位过程，可以获知该目标节点在该至少两次定位过程中的定位坐标，而由于每一次定位过程之间的定位时间间隔是固定的，因此，可以计算得到该目标节点的移动速度。
需要说明的是，该移动速度可以是根据至少两次定位过程中的定位坐标以及定位时间间隔计算得到的平均速度，也可以是根据计算得到的各个速度预测的该目标节点的最大移动速度。
步骤1013b、根据定位时间间隔与获取到的所述目标节点的移动速度，获取为所述目标节点的定位半径。
优选地，通过将定位时间间隔与目标节点的移动速度相乘，得到的距离即是该目标节点在各个方向上可能活动的距离，因此，可以将该计算得到的距离获取为目标节点的定位半径，在后续的搜索距离值的过程中，仅搜索在以确定的第一节点为圆心、以该定位半径为半径的定位范围内参考节点，大大减少了需要搜索的参考节点的数量，降低了搜索距离值的耗时。
可选地，基于图1所示实施例的基础上，步骤1013“以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围”，包括以下步骤：
1013a、以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；
该第一定位范围所包括的区域为一个以定位半径为半径的球形或半球形或球形的任意部分，可用空间中的三维坐标限定。
由于移动速度可以是一个矢量，因此，在确定该目标节点的移动方向后，可以根据该移动速度的方向，将以定位半径为半径的球形的一部分确定为第一定位范围。
1013b、判断所述第一定位范围所包含的参考节点个数是否大于或等于第一预设阈值，如果是，执行步骤1013c，如果否，执行步骤1013d；
具体地，根据第一定位范围查询参考节点的节点标识与节点坐标的对应关系，可以获知该第一定位范围内所包含的参考节点个数，并根据该第一定位范围内所包含的参考节点个数与第一预设阈值比较，以获知比较结果。
由于在根据距离值对目标节点进行定位的过程中，需要利用距离值以及参考节点的坐标构造球面方程，只有当球面方程的个数大于变量（三维坐标的变量个数未3个）的个数时，才能求得目标节点的节点坐标。为了实现准确定位，需要采用第一预设阈值个参考节点才能对目标节点进行定位，因此，需要将第一定位范围内所包含的参考节点个数与第一预设阈值进行比较。如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则认为根据所述第一定位范围所包含的参考节点能够对目标节点进行定位；如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，则认为根据所述第一定位范围所包含的参考节点不能够实现对目标节点进行定位。
1013c、如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则将所述第一定位范围获取为所述目标节点的定位范围；
1013d、如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第二定位范围，将所述第二定位范围获取为所述目标节点的定位范围。
如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则认为根据所述第一定位范围所包含的参考节点能够对目标节点进行定位，将所述第一定位范围获取为所述目标节点的定位范围；如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，则认为根据所述第一定位范围所包含的参考节点不能够实现对目标节点进行定位，需要增加用于定位的参考节点的数量，因此需要增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第二定位范围，将所述第二定位范围获取为所述目标节点的定位范围。
需要说明的是，如果增大定位半径后所确定的定位范围中所包含的参考节点个数还小于第一预设阈值，则继续对增大后的定位半径进行增大处理，直到其确定的定位范围包含的参考节点个数大于或等于第一预设阈值为止。
其中，该增大的具体方式包括但不限于：根据定位系统中参考节点的布局中各个参考节点之间的平均间距，获取增大距离，在所述定位半径的基础上增加该增大距离；或，在定位半径的基础上增加预设距离。
采用本发明实施例提供的方法，根据目标节点的历史定位信息，重新确定了目标节点在后续定位过程中的定位范围，且在保证了利用定位范围内中的参考节点能够达到定位目的的同时，减少了需要搜索的参考节点的数量，减少距离值搜索的耗时，提高定位系统的计算效率，进一步地提高了系统刷新率以及定位准确率。
可选地，基于图1所示实施例的基础上，步骤102“获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值”之后，步骤103“根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位”之前，包括：
1021、如果获取到的距离值个数小于第二预设阈值，扩大所述定位范围；
如果通过搜索已获取的定位范围所包含的参考节点的距离值的个数大于或等于所述第二预设阈值，则认为根据已获取的距离值能够对目标节点进行定位；如果通过搜索已获取的定位范围所包含的参考节点的距离值的个数小于所述第二预设阈值，则认为根据已获取的距离值不能够实现对目标节点进行定位，需要增加用于定位的参考节点的数量，因此需要增大所述定位半径，以扩大定位范围。
需要说明的是，如果定位范围扩大后所搜索到的距离值个数还小于第二预设阈值，则继续扩大定位范围，直到根据确定的定位范围搜索到的距离值大于或等于第二预设阈值为止。
其中，该增大的具体方式包括但不限于：根据定位系统中参考节点的布局中各个参考节点之间的平均间距，获取增大距离，在所述定位半径的基础上增加该增大距离；或，在定位半径的基础上增加预设距离。
1022、获取所述目标节点与所述扩大后的定位范围内的每个参考节点之间的距离值。
该步骤1022与步骤102同理，在此不再赘述。
采用本发明实施例提供的方法，根据目标节点的历史定位信息，重新确定了目标节点在后续定位过程中的定位范围，且在保证了利用定位范围内中的参考节点能够达到定位目的的同时，减少了需要搜索的参考节点的数量，减少距离值搜索的耗时，提高定位系统的计算效率，进一步地提高了系统刷新率以及定位准确率。
进一步可选地，基于图1所示实施例的基础上，步骤1013“以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围”，包括：
1013e、以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；
该步骤1013e与步骤1013a同理，在此不再赘述。
1013f、根据所述第一定位范围内的第二节点，获取第三节点，所述第二节点与所述第三节点属于同一个阵型，且所述第三节点的节点坐标不属于所述第一定位范围；
在本发明实施例中，定位系统中的参考节点可以独立存在，也可以作为一个阵型中的一个参考节点存在，定位系统中可以包括多组阵型，当搜索到一组阵型中每个参考节点的距离值时，可利用该阵型中每个参考节点的距离值对目标节点进行定位。
1013g、将所述第一定位范围以及所述第三节点的节点坐标获取为所述目标节点的定位范围。
而对于属于某一阵型的参考节点来说，需要获取到该阵型中的每个参考节点与目标节点之间的距离值才能够计算目标节点的定位坐标，因此，一旦根据定位系统中的参考节点布局确定第一定位范围内包括第二节点，则需要将与第二节点属于同一个阵型的至少一个第三节点，在后续搜索距离值的过程中，不仅要搜索第一定位范围内各个参考节点与目标节点之间的距离值，还要搜索该至少一个第三节点与目标节点之间的距离值，才能够准确的对目标节点进行定位。
需要说明的是，第一定位范围内可以包括多个属于不同阵型的第二节点，从而需要获取各个属于不同阵型的第二节点所对应的第三节点。
本领域技术人员可以获知，该阵型以及各个阵型所包括的参考节点为定位系统所设置，在此不再赘述。
如，第一定位范围中包括参考节点A11～A21以及B11～B21，而参考节点A11、C11、D11和E11属于同一阵型，且C11、D11和E11的节点坐标并不在该第一定位范围内，则至少将参考节点A11～A21、B11～B21、C11、D11和E11确定为定位范围，而在后续的搜索距离值过程中，对参考节点A11～A21、B11～B21、C11、D11和E11均进行搜索。
采用本发明实施例提供的方法，根据目标节点的历史定位信息，重新确定了目标节点在后续定位过程中的定位范围，且在保证了利用定位范围内中的参考节点能够达到定位目的的同时，减少了需要搜索的参考节点的数量，减少距离值搜索的耗时，提高定位系统的计算效率，进一步地提高了系统刷新率以及定位准确率。进一步地，通过对定位系统中参考节点布局的考虑，将阵型所包括的参考节点也纳入获取搜索值的范围，保证了定位的正常进行，避免了由于未考虑阵型而造成的定位不准确的情况。
图2是本发明实施例提供的一种节点定位方法的流程图。在该定位系统中包括多个参考节点和控制节点，该实施例所提供的为一个用于实现定位的优选实施例，参见图2，该实施例具体包括：
201、控制节点开始对目标节点的定位；
202、控制节点判断本次定位过程是否为对该目标节点的第一次定位过程；
如果是，执行步骤203；
如果否，执行步骤204；
当本次定位过程为对该目标节点的第一次定位过程时，缺乏用于对获取该目标节点的定位范围的先验信息，因此，本发明实施例所提供的节点定位方法需要在已经对该目标节点进行了至少一次定位过程之后进行，在已经对该目标节点进行了至少一次定位过程之后，控制节点已保存有该目标节点在至少一次定位过程中的定位坐标以及用于计算定位坐标的参考节点与目标节点之间的距离值。
203、控制节点获取所述目标节点与每个参考节点之间的距离值，执行步骤212；
204、获取所述上一次定位过程中与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；
本发明实施例仅以根据距离值的数值大小获取第一节点为例进行说明，而为了进一步提高定位的精确率，在该步骤204中可以根据距离值在水平平面或垂直平面上的投影距离的大小来获取第一节点。
205、根据所述历史定位信息中所述目标节点的至少两次定位过程获取到的定位坐标，获取所述目标节点的移动速度；
该移动速度可以通过至少两次定位过程中目标节点的移动所确定的平均速度，也可以是通过至少两次定位过程中目标节点的移动所确定的任一定位过程之间的最大速度。
206、根据定位时间间隔与获取到的所述目标节点的移动速度，获取为所述目标节点的定位半径；
207、控制节点以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取第一定位范围；
进一步地，根据所述第一定位范围内的第二节点，获取第三节点，所述第二节点与所述第三节点属于同一个阵型，且所述第三节点的节点坐标不属于所述第一定位范围；将所述第一定位范围以及所述第三节点的节点坐标获取为所述目标节点的定位范围。
进一步地，控制节点判断所述第一定位范围所包含的参考节点个数是否大于或等于第一预设阈值；如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则将所述第一定位范围获取为所述目标节点的定位范围；如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第二定位范围，将所述第二定位范围获取为所述目标节点的定位范围。
在获取目标节点的定位范围的过程中，一旦获取到的第一定位范围内包含第二节点，则需考虑参考节点的阵型来对定位范围进行调整，而一旦获取到的第一定位范围内的参考节点个数小于第一预设阈值时，则需增大定位半径，以获取定位半径较大的第二定位范围，上述两种情况需要根据实际获取到的第一定位范围有选择性的进行。
208、控制节点获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值；
209、控制节点判断获取到的距离值个数是否小于第二预设阈值，如果是，执行步骤210；如果否，执行步骤212；
210、如果控制节点获取到的距离值个数小于第二预设阈值，增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第三定位范围；
在获取到距离值后，还需对获取到距离值个数进行分析，当距离值个数小于第二预设阈值时，则需要扩大定位范围，以获取到更多的参考节点，从而获取更多的参考节点与目标节点之间的距离值。
211、控制节点获取所述目标节点与所述第三定位范围内的每个参考节点之间的距离值；
212、控制节点根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位。
该步骤212与步骤103同理，在此不再赘述。
采用本发明实施例提供的方法，根据目标节点的历史定位信息，重新确定了目标节点在后续定位过程中的定位范围，且在保证了利用定位范围内中的参考节点能够达到定位目的的同时，减少了需要搜索的参考节点的数量，减少距离值搜索的耗时，提高定位系统的计算效率，进一步地提高了系统刷新率以及定位准确率。进一步地，通过对定位系统中参考节点布局的考虑，将阵型所包括的参考节点也纳入获取搜索值的范围，并且考虑到了获取的距离值的个数，保证了定位的正常进行，避免了由于未考虑阵型而造成的定位不准确的情况。
图3是本发明实施例提供的一种节点定位装置的结构示意图。参见图3，所述装置包括：
定位范围获取模块301，用于根据目标节点的历史定位信息，获取所述目标节点的定位范围；
距离值获取模块302，用于获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值；
定位模块303，用于根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位。
可选地，所述定位范围获取模块301包括：
第一节点获取单元，用于根据所述历史定位信息，获取作为定位参照物的第一节点的节点坐标；
定位半径获取单元，用于根据所述历史定位信息中所述目标节点的移动速度和定位时间间隔，获取所述目标节点的定位半径；
定位范围获取单元，用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围。
可选地，所述第一节点获取单元用于根据所述历史定位信息，获取所述历史定位信息中所述目标节点在上一次定位过程中确定的节点坐标，将所述上一次定位过程中确定的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；或，
所述第一节点获取单元用于获取所述上一次定位过程中与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
可选地，所述第一节点获取单元用于将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在水平平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；或，
所述第一节点获取单元用于将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在垂直平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
可选地，所述定位半径获取单元用于根据所述历史定位信息中所述目标节点的至少两次定位过程获取到的定位坐标，获取所述目标节点的移动速度；根据定位时间间隔与获取到的所述目标节点的移动速度，获取为所述目标节点的定位半径。
可选地，所述定位范围获取单元用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；判断所述第一定位范围所包含的参考节点个数是否大于或等于第一预设阈值，如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则将所述第一定位范围获取为所述目标节点的定位范围；如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第二定位范围，将所述第二定位范围获取为所述目标节点的定位范围。
可选地，在本发明实施例提供的另一个实施例中，在图3所示结构的基础上，所述装置还包括：
定位范围扩大模块，用于如果获取到的距离值个数小于第二预设阈值，扩大所述定位范围；
所述距离值获取模块还用于获取所述目标节点与所述扩大后的定位范围内的每个参考节点之间的距离值。
可选地，所述定位范围获取单元用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；根据所述第一定位范围内的第二节点，获取第三节点，所述第二节点与所述第三节点属于同一个阵型，且所述第三节点的节点坐标不属于所述第一定位范围；将所述第一定位范围以及所述第三节点的节点坐标获取为所述目标节点的定位范围。
需要说明的是：上述实施例提供的节点定位装置在节点定位时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的节点定位装置与节点定位方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种节点定位方法，其特征在于，所述方法包括：
根据目标节点的历史定位信息，获取作为定位参照物的第一节点的节点坐标，所述历史定位信息指的是所述目标节点在当前定位过程之前的至少一个定位过程；
根据所述历史定位信息中所述目标节点的移动速度和定位时间间隔，获取所述目标节点的定位半径；
以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围；
获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值；
根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述历史定位信息，获取作为定位参照物的第一节点的节点坐标，包括：
根据所述历史定位信息，获取所述历史定位信息中所述目标节点在上一次定位过程中确定的节点坐标，将所述上一次定位过程中确定的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；或，
获取所述上一次定位过程中与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述上一次定位过程中与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标，包括：
将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在水平平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；或，
将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在垂直平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，根据所述历史定位信息中所述目标节点的移动速度和定位时间间隔，获取所述目标节点的定位半径，包括：
根据所述历史定位信息中所述目标节点的至少两次定位过程获取到的定位坐标，获取所述目标节点的移动速度；
根据定位时间间隔与获取到的所述目标节点的移动速度，获取为所述目标节点的定位半径。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围，包括：
以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；
判断所述第一定位范围所包含的参考节点个数是否大于或等于第一预设阈值，如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则将所述第一定位范围获取为所述目标节点的定位范围；
如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第二定位范围，将所述第二定位范围获取为所述目标节点的定位范围。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围，包括：
以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；
判断所述第一定位范围所包含的参考节点个数是否大于或等于第一预设阈值，如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则将所述第一定位范围获取为所述目标节点的定位范围；
如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第二定位范围，将所述第二定位范围获取为所述目标节点的定位范围。
7.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围，包括：
以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；
根据所述第一定位范围内的第二节点，获取第三节点，所述第二节点与所述第三节点属于同一个阵型，且所述第三节点的节点坐标不属于所述第一定位范围；
将所述第一定位范围以及所述第三节点的节点坐标获取为所述目标节点的定位范围。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围，包括：
以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；
根据所述第一定位范围内的第二节点，获取第三节点，所述第二节点与所述第三节点属于同一个阵型，且所述第三节点的节点坐标不属于所述第一定位范围；
将所述第一定位范围以及所述第三节点的节点坐标获取为所述目标节点的定位范围。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值之后，根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位之前，包括：
如果获取到的距离值个数小于第二预设阈值，扩大所述定位范围；
获取所述目标节点与所述扩大后的定位范围内的每个参考节点之间的距离值。
10.一种节点定位装置，其特征在于，所述装置包括：
定位范围获取模块，用于根据目标节点的历史定位信息，获取所述目标节点的定位范围，所述历史定位信息指的是所述目标节点在当前定位过程之前的至少一个定位过程；
距离值获取模块，用于获取所述目标节点与所述定位范围内的每个参考节点之间的距离值；
定位模块，用于根据获取到的距离值对所述目标节点进行定位；
所述定位范围获取模块包括：
第一节点获取单元，用于根据所述历史定位信息，获取作为定位参照物的第一节点的节点坐标；
定位半径获取单元，用于根据所述历史定位信息中所述目标节点的移动速度和定位时间间隔，获取所述目标节点的定位半径；
定位范围获取单元，用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，根据所述定位半径，获取所述目标节点的定位范围。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一节点获取单元用于根据所述历史定位信息，获取所述历史定位信息中所述目标节点在上一次定位过程中确定的节点坐标，将所述上一次定位过程中确定的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；或，
所述第一节点获取单元用于获取所述上一次定位过程中与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一节点获取单元用于将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在水平平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标；或，
所述第一节点获取单元用于将所述上一次定位过程中与所述目标节点之间的距离值在垂直平面上投影距离最小的参考节点的节点坐标获取为与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标，将所述与所述目标节点之间距离值最小的参考节点的节点坐标作为所述第一节点的节点坐标。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述定位半径获取单元用于根据所述历史定位信息中所述目标节点的至少两次定位过程获取到的定位坐标，获取所述目标节点的移动速度；根据定位时间间隔与获取到的所述目标节点的移动速度，获取为所述目标节点的定位半径。
14.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述定位范围获取单元用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；判断所述第一定位范围所包含的参考节点个数是否大于或等于第一预设阈值，如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则将所述第一定位范围获取为所述目标节点的定位范围；如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第二定位范围，将所述第二定位范围获取为所述目标节点的定位范围。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述定位范围获取单元用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；判断所述第一定位范围所包含的参考节点个数是否大于或等于第一预设阈值，如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数大于或等于所述第一预设阈值，则将所述第一定位范围获取为所述目标节点的定位范围；如果所述第一定位范围所包含的参考节点个数小于所述第一预设阈值，增大所述定位半径，并以增大后的定位半径为半径，获取第二定位范围，将所述第二定位范围获取为所述目标节点的定位范围。
16.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述定位范围获取单元用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；根据所述第一定位范围内的第二节点，获取第三节点，所述第二节点与所述第三节点属于同一个阵型，且所述第三节点的节点坐标不属于所述第一定位范围；将所述第一定位范围以及所述第三节点的节点坐标获取为所述目标节点的定位范围。
17.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述定位范围获取单元用于以所述第一节点的节点坐标为圆心，以所述定位半径为半径，获取第一定位范围；根据所述第一定位范围内的第二节点，获取第三节点，所述第二节点与所述第三节点属于同一个阵型，且所述第三节点的节点坐标不属于所述第一定位范围；将所述第一定位范围以及所述第三节点的节点坐标获取为所述目标节点的定位范围。
18.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
定位范围扩大模块，用于如果获取到的距离值个数小于第二预设阈值，扩大所述定位范围；
所述距离值获取模块还用于获取所述目标节点与所述扩大后的定位范围内的每个参考节点之间的距离值。
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