[發明專利]基于泰勒級數展開對室內目標的測距定位方法

有效

• 申請號: 201710157721.7
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106970379B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 杜建超;肖莉;李衛斌;肖嵩;李媛媛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S11/00
• 分類號: G01S11/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

本發明公開了一種基于泰勒級數展開的對室內目標的測距定位方法，主要解決了現有基于無線傳播信號的室內定位技術中在無線信號傳播模型情況下定位精度較低的問題。本發明的具體步驟是：1.設置室內目標的測距參考點；2.構建室內目標的有效測距信號樣本集；3.統計室內目標的有效測距接入點個數；4.判斷有效測距接入點的總數是否大于3；5.判斷有效測距接入點的總數是否小于5；6.采用最小二乘法求解室內目標的位置坐標；7.采用泰勒級數展開得到圍繞室內目標為中心的定位圈，求取定位圈的質心坐標作為室內目標的位置坐標。本發明將后向傳播神經網絡模型和泰勒級數展開相結合，提高了對室內目標的定位精度。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及無線室內定位技術領域的一種基于泰勒級數展開對室內目標的測距定位方法。本發明可以利用無線傳播信號強度值對室內目標實現高精度定位，本發明可廣泛應用于基于無線信號強度值實現測距定位的應用場合。

背景技術

室內定位技術在消費者和企業服務領域都有廣闊的發展前景，其可以為消費者提供商場導購、停車場反向尋車，家人防走散、位置服務交友、展廳自助導游等服務。企業應用則包括人流監控和分析、智慧倉儲和物流、智能制造、緊急救援、人員資產管理和服務機器人等，可以促進零售、急救、制造、能源、醫療等行業加速擁抱物聯網和大數據，大幅提升營銷和運營效率。

基于無線信號強度的室內定位技術主要分為場景分析法和測距定位兩種方法。場景分析法通過匹配在線階段與離線階段收集到的信息序列從而決定無線終端更靠近哪個指紋點，相似度最高的指紋點就是估計出的位置。測距定位法是根據信號在自由空間經過傳播路徑損耗信號強度隨距離而變化的一種計算方法，根據其變化規律推算出無線終端的估計位置。在實際應用中，由于無線傳播信號在復雜的室內環境中易受到反射、繞射、散射、多徑效應等因素影響，使得無線信號在傳播過程中造成路徑損耗從而在定位過程中引起定位誤差。為了解決路徑損耗帶來的定位誤差的問題，通常選擇特定環境下能夠更加貼切描述無線信號傳播過程的路徑損耗模型和性能更優的定位算法，期望通過更加準確的信號強度和距離之間的關系和改進的定位算法來提高定位精度。

電子科技大學在所提出的專利申請文件“一種室內定位方法”(申請號：201210332190.8，公開號：102880673A)中公開了一種基于所有參考點的近鄰點數據的情景分析定位方法。該方法通過在離線階段建立近鄰點數據庫，在線階段將待定位點的K個近鄰點和它的近鄰點的n個近鄰點的坐標加權求和作為待定位點的坐標估計結果返回。雖然該方法一定程度上挖掘了RSS指紋數據庫中有效信息，有效避免了非視距傳輸效應、多徑傳播效應等因素對定位精度的影響，但該方法仍然存在的不足是，應用環境下某一參考點位置發生變化將導致所建立的數據庫不能使用，后期維護成本過大不利于推廣。

哈爾濱工業大學在所提出的專利申請文件“WiFi室內定位方法”(申請號：201310017411.7，公開號：103096466A)中公開了一種基于支持向量機計算待定位點坐標的定位方法。該方法通過在離線階段由支持向量機算法預先將數據按照不同的空間位置合理劃分為若干子區域，在線定位階段通過主成分分析算法得到待定位點坐標估計值。雖然該方法可以大幅降低數據量，通過區域空間坐標的聚集達到提高定位精度的目的，但該方法仍然存在的不足是，近鄰點之間相似度不足，不能去除定位中奇異點對定位結果的不利影響，只能進行區域的區分，不能提高定位結果的穩定性和進行高精度定位。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有的技術的不足，提出了一種基于泰勒級數展開對室內目標的測距定位方法，實現了高精度的室內測距定位技術。