[發(fā)明專利]一種無線定位系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償方法

無效

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• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN102692241A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石柯;張仁同
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G01D3/028
• 分類號: G01D3/028
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及誤差補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，主要適用于無線定位系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

隨著無線通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，其在各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。特別是在定位服務(wù)領(lǐng)域，無線定位系統(tǒng)的研究是一個熱門的研究課題。一直以來，傳統(tǒng)的GPS定位系統(tǒng)占據(jù)著定位服務(wù)的主要市場，但其無線信號由于受到建筑物、墻壁等阻隔的影響，所以不能在室內(nèi)或狹窄的街道環(huán)境工作。為此，國外許多科學(xué)家推出了基于各種無線測量技術(shù)的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)，如：BAT定位系統(tǒng)、Active?badges定位系統(tǒng)、Cricket定位系統(tǒng)等，這些無線定位系統(tǒng)是對傳統(tǒng)GPS定位系統(tǒng)一個重要補(bǔ)充。特別近些年來，隨著無線局域網(wǎng)的普及，為基于802.11的無線定位系統(tǒng)提供了良好的基礎(chǔ)設(shè)施，因而其有著良好的應(yīng)用前景。

對于無線定位系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的定位精度是衡量一個定位系統(tǒng)質(zhì)量最重要的指標(biāo)，而且隨著這些系統(tǒng)在各應(yīng)用領(lǐng)域的推廣，對系統(tǒng)的定位精度越來越高，如：在精密測量領(lǐng)域，其要求系統(tǒng)的定位精度達(dá)到厘米級，甚至毫米級。但限于無線測量技術(shù)的限制，部分無線系統(tǒng)定位精度容易隨著環(huán)境、場景等因素的改變而改變。如：基于超聲波技術(shù)的無線定位系統(tǒng)（如：BAT定位系統(tǒng)、Cricket定位系統(tǒng)等），由于超聲波在傳輸過程中衰減明顯，而且超聲波對周圍環(huán)境溫度、濕度的變化非常敏感，因而該類無線定位系統(tǒng)定位精度隨環(huán)境溫度、濕度、場景的改變而改變；基于射頻識別技術(shù)的無線定位系統(tǒng)（如：SpotON定位系統(tǒng)），由于室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜、射頻信號多徑傳播、隨機(jī)噪聲干擾等，因而這類系統(tǒng)對環(huán)境依賴很大；基于紅外技術(shù)的無線定位系統(tǒng)由于紅外信號在傳輸過程中容易受到障礙物阻擋，射程短，而且容易受到環(huán)境光的干擾，因而系統(tǒng)定位精度對環(huán)境的變化也非常敏感。所有的這些問題都會對無線定位系統(tǒng)的定位精度產(chǎn)生影響。特別是當(dāng)環(huán)境場景改變時，系統(tǒng)的定位精度會受到相應(yīng)環(huán)境場景的影響，這成為了影響這些無線定位系統(tǒng)推廣使用一個桎梏。

解決這些問題的一個重要方法是誤差補(bǔ)償。目前無線定位系統(tǒng)誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ǘ贾荒茉谔囟ǖ臈l件下提高無線定位系統(tǒng)的定位精度，缺乏對某些影響因素本身無法測量、環(huán)境隨時間而改變等問題的考慮，故無線定位系統(tǒng)的環(huán)境自適應(yīng)能力差、系統(tǒng)定位精度隨環(huán)境的變化而變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無線定位系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償方法，它提高了系統(tǒng)定位精度和系統(tǒng)對環(huán)境、場景的動態(tài)自適應(yīng)能力。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種無線定位系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償方法，包括下述步驟：

步驟一：通過分析影響無線定位系統(tǒng)定位精度的影響因素，得到一組影響因素集V_F：={x₁，x₂，x₃，…，x_P}；

步驟二：在無線定位系統(tǒng)的場景中布置至少P個已知坐標(biāo)的參考點(diǎn)；其中，P為影響因素集V_F中影響因素的個數(shù)；

步驟三：將待定位位置置于所述參考點(diǎn)的位置，并對所述待定位位置坐標(biāo)進(jìn)行定位，采集系統(tǒng)定位誤差數(shù)據(jù)以初始化訓(xùn)練數(shù)據(jù)集D：={(x_i,y_i)}^N_i=1；

其中，x_i為所述影響因素集V_F中元素所組成的向量，y_i為誤差向量，N為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的大小；

步驟四：通過訓(xùn)練所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集D，得到相應(yīng)的誤差回歸估計(jì)模型；

步驟五：由所述誤差回歸估計(jì)模型得到誤差估計(jì)結(jié)果；具體方法如下：

若環(huán)境有改變，則采集參考點(diǎn)的V_F數(shù)據(jù)作為誤差回歸估計(jì)模型的輸入，得到相應(yīng)的誤差估計(jì)結(jié)果；

若環(huán)境沒有改變，則采集待定位位置的V_F數(shù)據(jù)作為誤差回歸估計(jì)函數(shù)的輸入，得到相應(yīng)的誤差估計(jì)結(jié)果；

步驟六：根據(jù)所述得到的誤差估計(jì)結(jié)果進(jìn)行誤差補(bǔ)償；

步驟七：判斷定位位置是否是參考點(diǎn)；

如果是，則跳到步驟九，否則跳到步驟八；

步驟八：定位是否結(jié)束；

如果結(jié)束，則終止，否則跳到步驟五；

步驟九：對補(bǔ)償效果進(jìn)行評估；

如果補(bǔ)償效果好，則跳到步驟八，否則跳到步驟三。

進(jìn)一步的，在所述步驟一中，分析影響無線定位系統(tǒng)定位精度的影響因素后，通過實(shí)驗(yàn)對所述影響因素進(jìn)行驗(yàn)證。

進(jìn)一步的，在所述步驟一中，通過實(shí)驗(yàn)對所述影響因素進(jìn)行驗(yàn)證包括：