[發明專利]一種基于相控陣原理的WiFi室內多人定位方法

有效

• 申請號: 201711048194.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107883959B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 朱莉;惠維;韓勁松;馮盼;廖真;趙季中
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;H04W64/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種基于相控陣原理的單設備WiFi室內多人定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)構建相控陣系統：將多個天線單元排成直線而構成均勻直線陣，在每個天線上添加一個移向器；

2)對多個目標進行角度測量：

2.1)選取中間的兩根天線，通過相控陣原理調節每個天線的移向器形成一個波束，在-90度到90度的范圍內進行快速掃描；

2.2)不斷增加天線的數量，通過相控陣原理形成一個越來越窄的波束，在上一次掃描中回波能量較高的方向進行細粒度掃描；

2.3)使用所有的天線構成一個窄波束，在所述的步驟2.2)中確定的方向上使用等波束法確定目標所在方向；

3)對多個目標進行測距：測得目標所在方向后，針對每個目標，利用多重頻法進行測距；

3.1)在不同的時隙，天線發送不同頻率的射頻信號，可以得到不同頻率下，由距離產生的相位滯后；

3.2)對相位滯后中的相位模糊數n_i進行遍歷搜索，找到最小二乘準則下誤差最小時對應的n_i；

3.3)根據n_i計算目標的真實距離；

4)多目標定位：通過所述的步驟2)可以對多個目標進行精確的角度測量，通過所述的步驟3)可以對每個目標進行精確的距離測量，將角度信息和距離信息結合起來，即可得到每個目標的所在位置。

2.根據權利要求1所述的一種基于相控陣原理的WiFi室內多人定位方法，其特征在于，所述的步驟2.3)中等波束法的具體實現的第一種方法的步驟是：

1)通過調整天線陣的相位，使得產生兩個相同且彼此部分重疊的波束，然后進行電掃描；

2)比較兩個波束回波的強弱，根據比值法或和差法判斷目標偏離等信號軸的方向；

3)調整波束的指向，直到兩個波束的回波信號強度近似相等，則目標即在兩個波束的角平分線上。

3.根據權利要求1所述的一種基于相控陣原理的WiFi室內多人定位方法，其特征在于，所述的步驟2.3)中等波束法的具體實現的第二種方法的步驟是：

1)通過調整天線陣的相位，使用所有天線構成一個窄波束，假設波束的主瓣寬度為10度，然后以2度為間隔進行細粒度電掃描，波束將按照時間順序出現在一個個的角度上；

2)比較相鄰時刻兩個波束回波的強弱，根據比值法或和差法判斷目標偏離等信號軸的方向；

3)當兩個波束的回波信號強度近似相等時，目標即在兩個波束的角平分線上。

4.根據權利要求1所述的一種基于相控陣原理的WiFi室內多人定位方法，其特征在于，所述的步驟3.1)中，發射不同頻率的信號是在所述的步驟2)中確定的目標方向上發送不同頻率的信號。