[發(fā)明專利]一種基于同步迭代重構(gòu)技術(shù)的無(wú)線室內(nèi)定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510010625.0
• 申請(qǐng)日: 2015-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104581941B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐承佩;葉浩文;劉友檸;張明;李海良;鄒俊;孫暉;楊瑋;孫強(qiáng);譚杜康;李杰;晏瑾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué);中國(guó)建筑第四工程局有限公司;中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司;廣州物維信息科技有限公司
• 主分類號(hào): H04W64/00
• 分類號(hào): H04W64/00;G01S5/02
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 劉媖

一種基于同步迭代重構(gòu)技術(shù)的無(wú)線室內(nèi)定位方法。本發(fā)明提供的一種基于同步迭代技術(shù)的無(wú)線室內(nèi)定位方法，其定位步驟如下，步驟一：將測(cè)得到的信號(hào)強(qiáng)度值RSSI依據(jù)傳輸損耗模型轉(zhuǎn)化成距離；步驟二：初始化，給出初始估計(jì)值以及收斂條件，一般以待定位節(jié)點(diǎn)的臨近錨節(jié)點(diǎn)的質(zhì)心作為初始估計(jì)值；步驟三：根據(jù)引入的權(quán)重函數(shù)計(jì)算迭代步長(zhǎng)，以及基于同步迭代重構(gòu)技術(shù)得到修正量；步驟四：用步長(zhǎng)和修正量來(lái)更新估計(jì)值；步驟五：判斷是否滿足收斂條件，若滿足則轉(zhuǎn)入步驟六，反之則調(diào)回步驟三；步驟六：將滿足步驟五的估計(jì)值作為最優(yōu)解，定位結(jié)束。本發(fā)明提供的定位方法，綜合了待定位節(jié)點(diǎn)其所有臨近錨節(jié)點(diǎn)的位置信息，有效的降低環(huán)境噪聲的影響，定位穩(wěn)定性好，精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位領(lǐng)域，具體涉及一種基于同步迭代重構(gòu)技術(shù)的無(wú)線室內(nèi)定位方法。

背景技術(shù)

基于位置的服務(wù)(LBS)，在醫(yī)療保健、軍事領(lǐng)域、工業(yè)控制、家居以及環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)等方面都有著廣泛的應(yīng)用前景，給人類的生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響。對(duì)于大多數(shù)的應(yīng)用，采集到的數(shù)據(jù)只有在能夠確定感知對(duì)象的位置時(shí)才有意義。例如，在野外災(zāi)難監(jiān)測(cè)的應(yīng)用中，救援人員只有在知道災(zāi)難發(fā)生的準(zhǔn)確位置才能實(shí)施他們的工作。在室外情況下，能夠利用GPS、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)等進(jìn)行較為精確的定位。但是在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境下，GPS、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)表現(xiàn)不理想，無(wú)法滿足人們的要求。故而，無(wú)線室內(nèi)定位技術(shù)是制約LBS發(fā)展的主要瓶頸。

現(xiàn)有的無(wú)線室內(nèi)定位技術(shù)很多，按照定位原理不同，可將無(wú)線室內(nèi)定位技術(shù)分成基于測(cè)距(Range-Based)的定位技術(shù)以及無(wú)需測(cè)距(Range-Free)的定位技術(shù)。基于測(cè)距定位中，主要有基于達(dá)到時(shí)間(TOA)、達(dá)到時(shí)間差(TDOA)、到達(dá)角度(AOA)以及接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)這幾種。其中基于RSSI的測(cè)距定位技術(shù)，因其無(wú)需額外的硬件成本，使用方便，成本較低等優(yōu)點(diǎn)，從而得到了廣泛的應(yīng)用。但是對(duì)于環(huán)境復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境，往往得到的RSSI值中會(huì)參雜有外界噪聲，大大降低了定位精度與穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明目的在于提供一種基于同步迭代重構(gòu)技術(shù)的，具有較高的穩(wěn)定性和定位精度的室內(nèi)定位方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種基于同步迭代重構(gòu)技術(shù)的無(wú)線室內(nèi)定位方法，依據(jù)的理論基礎(chǔ)是同步迭代重構(gòu)技術(shù)，下面將簡(jiǎn)單敘述一下。

同步迭代重構(gòu)技術(shù)(Simultaneous Iterative Reconstruction Technique，SIRT)是由圖像重構(gòu)問(wèn)題而引入的一種尋找全局最優(yōu)的迭代技術(shù)。一般的，圖像重構(gòu)問(wèn)題可以等效為求解線性方程組問(wèn)題。先從二維圖像情況考慮，假設(shè)原始圖像大小為N×N，每個(gè)像素的值為x_i(i＝1，2，...，N×N)，探測(cè)器記錄的投影數(shù)據(jù)有M個(gè)，對(duì)應(yīng)的投影值為b_j(j＝1，2，...，M)。射 線穿過(guò)物體衰減后被探測(cè)器記錄，記錄的信息即投影值可以等效為射線所穿過(guò)路徑上的物體衰減系統(tǒng)之和。由此可得

∑_ia_i，jx_j＝b_j

式中a_i，j為第i個(gè)像素對(duì)第j個(gè)探測(cè)器單元的影響因子。可以寫成如下的矩陣形式

AX＝b

其中A為M×N²矩陣，X和b分別為N²維和M維列向量，求解該線性方程組，所得的X即為待重建圖像的像素值。

通過(guò)SIRT求解的迭代過(guò)程如下：

給出圖像的初始估計(jì)值一般取為零向量：