[發明專利]一種基于無線信號數據融合的室內定位方法

有效

• 申請號: 201510056693.0
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104640076B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 徐小龍;王屹進;李濤;李千目;徐佳
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W4/021
• 分類號: H04W4/021;H04W4/33;G01S5/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及室內定位方法，屬于移動計算和信號處理交叉技術應用領域，尤其涉及一種基于無線信號數據融合的室內定位方法。

背景技術

大規模室內環境的定位方法力求通過不同的無線信號技術，利用相應的距離計算方法，在大規模室內環境中，對待定位節點進行快速、高效的精準定位，從而得到精確的物體坐標。

目前的室內定位算法都是基于無線網絡(Wireless Fidelity,Wi-Fi)、無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network,WSN)、射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)、藍牙(Bluetooth)以及超寬帶(Ultra Wide Band,UWB)等無線技術中的一種。利用一些典型的定位算法，諸如SPA(self-positioning algorithm)相對定位算法，凸規劃定位算法，DV-Hop定位算法、DV-distance定位算法，MDS-MAP定位算法等。再根據算法要求，利用三邊測量，三角測量等坐標測算方法計算得到待定坐標。

室內定位算法的性能指標有定位精度、時間開銷、定位實時性、算法復雜度等。其中，定位精度是室內定位算法的關鍵指標。一些利用單一無線技術進行室內定位的方法在理論上可預見較高的定位精度，但這些算法大多都有使用前提條件：有的要求待定位節點必須與已知節點直接相鄰，使得已知節點密度過高；有的過度依賴于網絡部署條件，例如DV-Hop定位算法和DV-distance定位算法僅適用于密集部署的各向同性網絡。同時，這些室內定位方法的定位精度依賴于其應用的定位技術，以Wi-Fi定位技術為例：當所部署的Wi-Fi設備都能夠正常運行時，結合優秀的定位方法能夠獲得較好的定位精度，不過一旦Wi-Fi設備發生異常甚至無法工作時，將嚴重影響定位方法的定位效果，大大降低室內定位的定位精度，甚至出現無法進行定位的情況，魯棒性較差。可見，僅僅考慮單一無線技術在室內環境的定位是不足的，特別是在諸如博物館，機場候機廳，商業中心等環境復雜的大型室內定位場景，其中人員眾多，人流量大，在需要較高定位精度的同時還需要提供實時的室內定位服務，這樣就不得不解決定位方法的魯棒性問題。

公開號為103839021A的中國專利公布了“基于RFID和WIFI技術的物品定位系統”，其發明內容為一種基于RFID和WIFI技術的物品定位系統，包括計算機服務器，其特征在于，還包括附有RFID標簽的物品，所述RFID通過天線連接有WIFI接收器，所述計算機服務器預先存儲有物品及WIFI信息，所述RFID標簽對應設有的RFID讀卡器與所述WIFI接收器對應設有的WIFI發射器組成無線傳輸網絡，當物品被移動或不在計算機服務器指定的區域時，計算機服務器發出預警信號。但是該專利沒有解決室內噪聲對定位精度的影響以及消除定位盲區的問題，也無法呈現一個直觀的定位位置描述。

公開號為103593686A的中國專利公布了“基于WiFi與射頻識別技術的圖書定位系統及方法”，其發明內容為“一種基于WiFi與射頻識別技術的圖書定位系統，其特征在于：所述圖書定位系統包括定位儀(1)、主控機(2)，書標簽(3)與WiFi讀卡器(4)；定位儀(1)無線連接主控機(2)，圖書標簽(3)通過RFID射頻方式連接WiFi讀卡器(4)；定位儀(1)通過RFID射頻方式連接WiFi讀卡器(4)；主控機(2)無線連接WiFi讀卡器(4)。但是該專利沒有解決室內噪聲對定位精度的影響以及消除定位盲區的問題，且該系統有一定的局限性。

現有技術大都沒有解決內噪聲對定位精度的影響以及定位盲區問題，也不能給出一個直觀的關于定位位置周圍環境的描述。

發明內容

本發明采用的技術方案如下：

一種基于無線信號數據融合的室內定位方法，將Wi-Fi信號和RFID信號進行數據融合，再針對移動節點進行室內定位，其步驟如下：

步驟一：在室內定位前，將Wi-Fi路由器呈近似正三角的形式分布在室內環境中，將RFID按需部署在室內固定物上；

步驟二：在室內定位過程中，移動節點根據不同的無線信號覆蓋情況，可分為只能接收到Wi-Fi信號，只能接收到RFID信號以及Wi-Fi和RFID信號均能接收到這三種不同的定位情況進行定位；

步驟三：根據這三種不同的定位情況，利用卡爾曼濾波器對移動節點接收到的無線信號進行自循環迭代處理，分別得到相應的接收信號強度(Received Signal Strength Indication,RSSI)值；