[發明專利]一種室內定位方法

在審

• 申請號: 201711299639.4
• 申請日: 2017-12-10
• 公開（公告）號: CN109905913A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 覃爭鳴;鐘鴻飛;李康
• 申請（專利權）人: 廣州映博智能科技有限公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;G01S11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種室內定位方法，該方法利用未知節點周圍多個能與之通信的錨節點的空間坐標和通信半徑，計算出未知節點所在的邊界區域。在邊界區域內構建網格，通過錨節點采集未知節點信號強度，將采集到的信號強度值構成壓縮采樣向量，再通過基追蹤重構算法準確恢復出原信號，恢復信號最大元素的序號即是未知節點所處的網格序號，未知節點預估為網格中心坐標。

技術領域

本發明涉及定位方法，具體涉及室內定位方法。

背景技術

目前基于無線傳感器網絡的定位技術存在著抗干擾能力、實時性和耗能等方面的不足。因為在定位信息采集過程中，存在大量數據的采集和處理，另外，傳感器存在計算能力、存儲和電池容量有限的弱點。一種被稱為壓縮感知的新型信號采集、處理方法，能為上述問題提供解決方案。其原理是原始信號需要具有稀疏性或者在某一變換域上能夠稀疏表示，測量壓縮矩陣在滿足約束等距性條件下，能夠以極大概率恢復原信號。它突破了傳統的奈奎斯特采樣定理的限制，采用了信息采樣代替傳統信號采樣，因此能夠在遠小于奈奎斯特采樣速率的情況下，獲得采樣信號并通過重構算法以極大概率恢復信號。利用壓縮感知理論采集信號時，能同時完成信息采樣和壓縮，減少了無用數據的采集，則在定位過程中降低了數據量和存儲空間，同時降低了傳感器能耗。另外，壓縮感知的主要計算量集中在信號重構階段，信息采集階段計算量比較小，恰好符合無線傳感器網絡定位的需求。然而壓縮感知算法復雜，在構建大范圍區域網絡時，系統實時性將受到嚴重挑戰。

目前的上述方法都采用額外的手段去預先進行位置的初步判斷，然后再使用壓縮感知方法進行準確定位，然而上述方法都需要額外的裝備(手持終端、RFID標簽等)進行輔助初步定位，不利于大范圍的推廣和應用。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，尤其解決現有的基于壓縮感知的室內定位方法計算復雜度高、無法實現大范圍的精確室內定位問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種室內定位方法，該方法包括以下步驟，其中：

S1：未知節點邊界區域查找。利用未知節點周圍多個能與之通信的錨節點的空間坐標和通信半徑，計算出未知節點所在的邊界區域。

S2：動態測量矩陣構建。利用未知節點周圍的錨節點，根據信號傳播原理獲得動態測量矩陣。

S3：壓縮感知重構定位。通過錨節點采集未知節點信號強度，將采集到的信號強度值構成壓縮采樣向量，再通過基追蹤重構算法準確恢復出原信號，恢復信號最大元素的序號即是未知節點所處的網格序號，未知節點預估為網格中心坐標。

附圖說明

圖1是本發明的一種室內定位方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明進行更加詳細與完整的說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。

如圖1所示，一種室內定位方法，該方法包括以下步驟：

S1：未知節點邊界區域查找。利用未知節點周圍多個能與之通信的錨節點的空間坐標和通信半徑，計算出未知節點所在的邊界區域。

A、B分別為二維區域內的錨節點，C為未知節點，已知錨節點的空間坐標和通信半徑，正方形1是錨節點A的通信范圍圓外的外切正方形，正方形2是錨節點B的通信范圍圓外的外切正方形。由于節點A、B能接收到未知節點C的信息，所以未知節點C同時處于節點A和B的通信范圍圓內，因而未知節點C同時處于正方形1和正方形2內，由此可以得到一個二維矩形區域范圍。如果未知節點C周圍可供定位的錨節點數目越多，得到的矩形區域則越小，當矩形區域劃分的網格步長不變，則壓縮感知的測量矩陣維數也越小。

S2：動態測量矩陣構建。利用未知節點周圍的錨節點，根據信號傳播原理獲得動態測量矩陣。