[發明專利]一種基于概率指紋計算的無線測距方法

在審

• 申請號: 201410704432.0
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104502888A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 柳凌峰
• 申請（專利權）人: 杭州優體科技有限公司
• 主分類號: G01S5/00
• 分類號: G01S5/00
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

1.一種基于概率指紋計算的無線測距方法，其特征在于：依次包括以下步驟：

1)通過信號源安裝位置、建筑結構、人流量、接收設備類型來確定通信場景；

2)根據步驟1)中的信號源為原點，接收設備為終點，選擇需要測量的位置，按照測距與定位的維度，接收設備的位置通過D、Theta、Phi確定，其中D代表信號源與接收設備的直線距離，Theta與Phi代表接收設備在兩個法向平面相對于某一方向的旋轉角度；

3)根據步驟2)給定D、Theta、Phi的位置上，測量RSSI一組或多組數據，獲得映射函數RSSI＝F(D,Ang)，其中，Ang為定位維度。

2.根據權利要求1所述的一種基于概率指紋計算的無線測距方法，其特征在于：步驟2)中對直線距離的計算采用最大似然率的算法，包括以下步驟：

a)針對特定通信場景與信號源的可靠覆蓋范圍，在信號源外部劃分N個扇區，每個區域按照與信號源的距離進行等距劃分，劃分扇區數量根據接收設備在通信場景下各個方向的信號輻射差異度決定，距離間隔根據所在扇區的信號實際的衰減速率確定；

b)在步驟a)中的每一個扇區中，沿中心線在每一個劃分間隔上測量多組RSSI值，獲得RSSI＝F(D,Ang)映射數據組，得到RSSI距離指紋數據庫；

c)根據步驟b)得到的RSSI距離指紋數據庫計算每個扇區不同距離上信號的概率分布密度，分布密度的概率區間根據實際的信號分布進行設定，概率分布密度通過PDF_Ang,D(RSSI)表示；

d)通過移動終端檢測來自信號源的藍牙信號RSSI值，取至少三組檢測信號S_0、S_1、S_2；

e)根據步驟c)計算的PDF_Ang,D(RSSI)來計算每一個測量位置上的概率密度函數乘積值M_Ang,D(RSSI)：

M_Ang,D(RSSI)＝PDF_Ang,D(RSSI)(S_0)*PDF_Ang,D(RSSI)(S_1)*PDF_Ang,D(RSSI)(S_2)；

f)通過步驟e)計算得到所有已勘測位置的M_Ang,D(RSSI)，在每一個扇區中進行大小比對；

g)將步驟f)中M_Ang,D(RSSI)對比后的最大值所對應的位置，作為基于Ang扇區中的距離估測；

h)將M_Ang,D(RSSI)的最大值與固定參數N的差值作為距離篩選區域，獲得多個距離估測；

i)當步驟e)計算的多組數據概率密度函數乘積值相等時，可計算平均距離與平均角度作為測距的估測結果；

j)將步驟h)中的距離估測或步驟i)中估測結果分別進行濾波處理。

3.根據權利要求2所述的一種基于概率指紋計算的無線測距方法，其特征在于：步驟j)中的濾波處理通過D_n＝D_n-1*W+D_n*(1-W)計算，其中，W為前一次距離估測的權重。

4.根據權利要求2所述的一種基于概率指紋計算的無線測距方法，其特征在于：步驟j)中的濾波處理通過比較當前距離估測與上次距離估測的差距。

5.根據權利要求1所述的一種基于概率指紋計算的無線測距方法，其特征在于：步驟1)中的信號源安裝位置包括天花板、地板、墻壁、獨立建筑物表面，建筑結構包括面積小于100平方米的房間、面積大于100平方米的房間、寬度小于3m的走廊、寬度大于3m的走廊，人流量包括人流量稀少、人流量中等、人流量擁擠，設備類型包括外置天線、微帶天線、藍牙通信芯片。