[發明專利]一種基于RSSI?ICA的室內定位方法

在審

• 申請號: 201710828229.8
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107816993A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 趙闊;王峰;謝珍真;吳顯威;劉柏鋒
• 申請（專利權）人: 深圳市瑪騰科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司11496
• 代理人: 王程遠,胡玉章

技術領域

本發明涉及定位技術領域，具體而言，涉及一種基于RSSI-ICA的室內定位方法。

背景技術

室內定位算法通過各種無線信號技術，以距離為主要計算對象，在室內環境中對未知目標進行定位，得到對應的坐標。

目前主流的定位算法都是基于以下幾種技術：利用超寬帶脈沖信號的超寬帶(UWB)技術、通過可編程的智能LED燈具實現的LED定位技術、基于無線網絡的Wi-fi定位技術、基于ZIgBee的定位技術、基于射頻識別(RFID) 的定位技術等。

通過這幾種技術，可以測得一些參數進行定位計算，主要的參數有：TOA (Time of Arrival，到達時間)，TDOA(Time Difference of Arrival，到達時間差)，AOA(Angle of Arrival，到達角度)。對這些參數進行三邊測量或三角計算可以得到未知點坐標。

但是，在進行室內定位時，由于未知節點是在不會長時間在同一位置不動，同時來自環境干擾和障礙物的短暫遮擋都會使定位結果發生偏差。

發明內容

為了解決對于多個定位結果處理的問題，本發明的目的在于提供一種基于RSSI-ICA的室內定位方法，通過對帝國主義競爭算法進行改造，并以質心法為基礎對所計算得到的多次定位結果進行優化，以提高定位精度。

本發明提供了一種基于RSSI-ICA的室內定位方法，該方法包括：

步驟1，在定位區域內布置未知節點和錨節點，獲取錨節點坐標和測量的 RSSI值，并進行5次RSSI測量；

步驟2，對獲取的5次RSSI值分別讀取其錨節點信息，獲取5個粗顆粒定位結果，坐標分別為G₁、G₂、…、G₅；

步驟3，采用帝國競爭算法對粗定位結果進行優化，獲取最終定位結果；

步驟4，輸出步驟3優化得到的最優點G。

作為本發明進一步的改進，步驟1具體包括：

步驟101，將需要定位的區域分成若干方形小區域，布置未知節點和n個錨節點，錨節點位于方形小區域的各個角上，并將n個錨節點的位置存入數據庫中；

其中，未知節點B的二維坐標為(X，Y)；

錨節點作為未知節點的邏輯和/或物理位置的確定依據并且其位置預先已知曉，第一錨節點A1的二維坐標為(x₁,y₁)，第二錨節點A2的二維坐標為 (x₂,y₂)，第三錨節點A3的二維坐標為(x₃,y₃)，第四錨節點A4的二維坐標為 (x₄,y₄)，第五錨節點A5的二維坐標為(x₅,y₅)，…，第n錨節點An的二維坐標為(x_n,y_n)；

步驟102，測量RSSI信息時，未知節點發送信號，各個錨節點分別檢測 RSSI值，記錄錨節點的RSSI值|RSSI_i|，每隔5秒進行5次RSSI測量，并將測量的RSSI值存入數據庫；

步驟103，從數據庫中獲取布置的錨節點坐標和測量的RSSI值，判斷是否執行5次測量，如果是則進行步驟2，否則進行步驟102。

作為本發明進一步的改進，將需要定位的區域分成兩個方形小區域，錨節點A1、A2、A3、A4、A5、A6分別位于方形小區域的6個角上。

作為本發明進一步的改進，步驟2中具體包括：

步驟201，針對每次獲取的RSSI值，根據式(1)計算每個錨節點的權重：

式中，ω_i為第i個錨節點的權重，|RSSI_i|為第i個錨節點與未知節點之間的 RSSI值，為n個錨節點與未知節點之間的RSSI值的和；

步驟202，根據式(2)進行粗定位，

式中，(X，Y)為未知節點坐標，(x_i,y_i)為第i個錨節點的坐標，ω_i為第i個錨節點的權重；

步驟203，針對5次獲取的RSSI值，分別根據步驟201和步驟202得到 5個粗定位坐標G₁、G₂、…、G₅。

作為本發明進一步的改進，步驟3具體包括：