[發明專利]一種基于中國剩余定理和多天線三邊定位的單節點室內定位方法

有效

• 申請號: 201710141877.6
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106950538B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 孟維曉;李毅;韓帥;蔚保國;鄒德岳;高芳;支春陽
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10;H04W64/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

一種基于中國剩余定理和多天線三邊定位的單節點室內定位方法，本發明涉及基于中國剩余定理和多天線三邊定位的單節點室內定位方法。本發明的目的是為了解決現有指紋圖定位需要預先在定位環境部署大量定位節點并采集指紋圖，消耗大量的物力財力,大大限制了室內定位系統的推廣以及單節點實現定位誤差大的問題。過程為：室內定位系統接收機和發射機跳頻N次，室內定位系統接收機得到N組信道狀態信息；獲取室內定位系統接收機的信道狀態信息中的相位信息；對得到信道狀態信息中的相位信息進行誤差消除；利用中國剩余定理對消除誤差后的相位信息進行處理，得到傳輸距離；將三得到的傳輸距離基于三邊定位求解客戶位置。本發明用于室內定位領域。

技術領域

本發明涉及基于中國剩余定理和多天線三邊定位的單節點室內定位方法。

背景技術

目前主流的基于WLAN的室內定位系統采用的是指紋定位技術。在指紋定位技術中，接收機通過將接收信號測量結果與預先存儲的指紋圖進行對比，計算出自身的位置，而指紋圖是在系統建立過程中，通過對選定的測量點逐點測量得出的。

指紋定位的基本原理就是在一定區域內選擇一些測試點，在這些點處測量某種特征向量，比如RSS、AOT、AOA，從而生成指紋圖，然后再在待定位的位置上測量同樣的特征向量，然后比較比較這一向量與指紋圖中的向量，找到最相近的向量，則認為待測點在對應的測試點附近。但傳統的指紋圖定位系統定位精度不高，定位精度取決于近似算法的優劣。同時指紋圖定位需要預先在定位環境部署大量定位節點并采集指紋圖，消耗大量的物力財力，因此使用指紋圖技術的室內定位系統目前僅適用于大型商城等環境，難以在更大的應用場景中使用，大大限制了室內定位系統的推廣。為擴展應用場景就有了使用單個AP節點進行室內定位的研究，但是單節點實現定位誤差更大，例如無法獲得AP到達定位點準確的傳輸距離，也無法獲得AP和定位點之間的角度信息。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有指紋圖定位需要預先在定位環境部署大量定位節點并采集指紋圖，消耗大量的物力財力,大大限制了室內定位系統的推廣以及單節點實現定位誤差大的問題，而提出一種基于中國剩余定理和多天線三邊定位的單節點室內定位方法。

一種基于中國剩余定理和多天線三邊定位的單節點室內定位方法具體過程為：

步驟一、室內定位系統接收機和發射機跳頻N次，室內定位系統接收機得到N組信道狀態信息，每一組信道狀態信息維度為30×1的復數數組，N組信道狀態信息維度為30×N的復數數組，N為跳頻次數，取值為正整數；

步驟二、獲取室內定位系統接收機的信道狀態信息中的相位信息；

步驟三、對得到信道狀態信息中的相位信息進行誤差消除；

步驟四、利用中國剩余定理對消除誤差后的相位信息進行處理，得到傳輸距離；

步驟五、將步驟三得到的傳輸距離基于三邊定位求解客戶位置。

本發明的有益效果為：

本發明的作用在于降低了使用單節點的室內定位系統的定位誤差，相比于傳統的基于指紋技術的定位系統，無需預先采集指紋信息，降低人力物力。在簡化部署的同時提高了定位精度。傳統的定位系統需要多個設備進行定位，因此浪費物力財力，本發明只使用一個接收機設備接收信號就可以對客戶進行定位。基于中國剩余定理的測距誤差如圖2所示。在置信度60％的情況下，直射路徑測距誤差不超過1m，非直射路徑的測距誤差在1.5m以內。在圖3中給出結合三邊定位和中國剩余定理的定位誤差，并于現有的基于接收信號強度的指紋圖定位系統的定位誤差進行比較。可以得到基于單點的室內定位系統，在通過中國剩余定理消除誤差解算得到距離后利用三邊定位可以得到在置信度50％下2米左右的定位精度，而傳統的指紋定位的定位誤差達到了6米，相較于傳統的指紋圖定位系統，有了精度的提高并且大幅降低了系統的部署和測試的復雜度。

附圖說明