[發(fā)明專利]一種移動(dòng)目標(biāo)定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811016737.7
• 申請(qǐng)日: 2018-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109061616B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施佺;夷立華;施佳佳;孫玲;許致火
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S11/06
• 分類號(hào): G01S11/06;H04W4/40;H04W64/00
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 吳靜安;吳揚(yáng)帆

1.一種移動(dòng)目標(biāo)定位方法，其特征在于，將有源的移動(dòng)標(biāo)簽設(shè)置于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上，通過(guò)設(shè)置于固定節(jié)點(diǎn)處的閱讀器對(duì)移動(dòng)標(biāo)簽發(fā)出的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行采集，服務(wù)器與各閱讀器之間信息交互,服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理操作并通過(guò)無(wú)線信號(hào)漸變模型進(jìn)行匹配得到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置關(guān)系，具體為：

閱讀器，通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)從移動(dòng)標(biāo)簽獲取相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度值；通過(guò)非線性最小二乘法將信號(hào)強(qiáng)度值擬合，得到去除異端值優(yōu)化后的曲線，將曲線和所述無(wú)線信號(hào)漸變模型進(jìn)行互相關(guān)匹配，得到距離-信號(hào)強(qiáng)度值關(guān)系；

服務(wù)器，通過(guò)加權(quán)質(zhì)心定位法計(jì)算出坐標(biāo)位置，再根據(jù)無(wú)跡卡爾曼濾波精確定位坐標(biāo)位置，得到移動(dòng)目標(biāo)的坐標(biāo)點(diǎn)；

固定點(diǎn)處的閱讀器利用天線向外發(fā)射電磁波，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處的有源標(biāo)簽中設(shè)有射頻電路，射頻電路激活向閱讀器處發(fā)射電磁波，閱讀器獲得信號(hào)強(qiáng)度值；

將曲線和所述無(wú)線信號(hào)漸變模型進(jìn)行互相關(guān)匹配具體包括如下步驟：

步驟A)根據(jù)式(4)計(jì)算最佳近似下的均方誤差：

其中，x(f)為數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)刻下的值；y(f)為實(shí)際獲取值；

步驟B)根據(jù)式(5)歸一化成相對(duì)誤差

步驟C)設(shè)定

結(jié)合式(5)得到：

其中，ρ_xy為x與y的相關(guān)系數(shù)，根據(jù)求和形式的施瓦茲不等式可知，0ρ_xy1，若ρ_xy＝1，均方誤差為0，表示這兩值完全一致；若數(shù)ρ_xy＝0，則說(shuō)明此時(shí)兩數(shù)據(jù)完全不一致；若相關(guān)系數(shù)ρ_xy越接近1，表示近似的誤差越小，兩個(gè)數(shù)據(jù)值越一致；當(dāng)ρ_xy趨向于閾值時(shí)，則用標(biāo)準(zhǔn)值代替實(shí)際值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)目標(biāo)定位方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理：服務(wù)器采集無(wú)線信號(hào)數(shù)據(jù)，修正無(wú)線信號(hào)的傳播模型，得到信號(hào)強(qiáng)度值-距離的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系曲線形成無(wú)線信號(hào)漸變模型，并將所述無(wú)線信號(hào)漸變模型存入服務(wù)器中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)目標(biāo)定位方法，其特征在于，數(shù)據(jù)預(yù)處理中包括如下步驟：

步驟1)根據(jù)式(1)構(gòu)建無(wú)線信號(hào)漸變模型：

式(1)中，p(d)表示距離基站直線距離為d時(shí)終端接收到的信號(hào)強(qiáng)度值，即RSSI值；p(d₀)表示距離基站為d₀時(shí)終端接收到的信號(hào)功率；d₀為參考距離；n為路徑衰減因子；

步驟2)根據(jù)式(2)通過(guò)線性歸化優(yōu)化模型值：

ρ_i＝-10lgd_i,i＝1,2,...,m

式(2)中，m表示測(cè)量點(diǎn)數(shù)目；d_i表示第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的距離，RSSI_i表示第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的信號(hào)強(qiáng)度值；ρ_i表示第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的理想信號(hào)功率值；

步驟3)將優(yōu)化后的模型值求平均后存入相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)目標(biāo)定位方法，其特征在于，通過(guò)非線性最小二乘法將信號(hào)強(qiáng)度值擬合，得到去除異端值優(yōu)化后的曲線具體為：

將采集得到的信號(hào)強(qiáng)度值通過(guò)非線性系統(tǒng)使擬合曲線逼近信號(hào)無(wú)線的傳播模型，所述非線性系統(tǒng)的模型為y＝f(x,θ)，滿足：minS(x)＝f^T(x)f(x)＝||f(x)||²,其中,f(x)＝(f₁(x),f₂(x),...,f_m(x))^T,且x＝(x₁,x₂,...,x_n)^T,x表示擬合的數(shù)據(jù)，S(x)表示最小均方誤差函數(shù)，θ表示偏離值。