[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（公告）號(hào): CN109061616B
• 公開（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

本發(fā)明提出了一種移動(dòng)目標(biāo)定位方法，將有源的移動(dòng)標(biāo)簽設(shè)置于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上，通過設(shè)置于固定節(jié)點(diǎn)處的閱讀器對(duì)移動(dòng)標(biāo)簽發(fā)出的無線信號(hào)進(jìn)行采集，服務(wù)器與各閱讀器之間信息交互并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理操作形成無線信號(hào)漸變模型，具體為：閱讀器，通過射頻識(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，通過加權(quán)質(zhì)心定位法計(jì)算出坐標(biāo)位置，再根據(jù)無跡卡爾曼濾波精確定位坐標(biāo)位置，得到所需坐標(biāo)點(diǎn)；采用本發(fā)明的方法，能對(duì)移動(dòng)目標(biāo)位置進(jìn)行穩(wěn)定、準(zhǔn)確的估計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻識(shí)別定位技術(shù)，尤其涉及一種利用無跡卡爾曼濾波精確定位移動(dòng)目標(biāo)的方法。

背景技術(shù)

射頻識(shí)別定位技術(shù)在物流管理、圖書館書籍管理等場景中有著重要的應(yīng)用。隨著有源射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，識(shí)別距離的增加，目前在電動(dòng)自行車和行人等中低速移動(dòng)目標(biāo)定位中得到了應(yīng)用。考慮到移動(dòng)目標(biāo)攜帶設(shè)備能力較弱，活動(dòng)距離靈活、速度相對(duì)傳統(tǒng)應(yīng)用場景較快等特性，要求定位技術(shù)具有較高的設(shè)備便捷性和低廉的設(shè)備成本。

目前，傳統(tǒng)移動(dòng)目標(biāo)定位方法主要有室內(nèi)WIFI定位和室外GPS定位兩大類。室內(nèi)WIFI定位接入門檻低，但其設(shè)備精度較低，且不適應(yīng)用于目標(biāo)相對(duì)移動(dòng)較快的場合，無法實(shí)時(shí)跟蹤目標(biāo)位置。室外GPS定位技術(shù)應(yīng)用廣泛，但存在易受遮擋物影響，設(shè)備充電周期短等問題。

綜上所述，如何在低廉的成本基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確地定位移動(dòng)目標(biāo)的位置是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供利用無跡卡爾曼濾波精準(zhǔn)定位中低速移動(dòng)目標(biāo)的方法，能以相對(duì)低廉的成本準(zhǔn)確地定位移動(dòng)目標(biāo)的位置，為達(dá)到上述目的，具體由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

所述移動(dòng)目標(biāo)定位方法，將有源的移動(dòng)標(biāo)簽設(shè)置于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上，通過設(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)處理操作并通過無線信號(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，通過加權(quán)質(zhì)心定位法計(jì)算出坐標(biāo)位置，再根據(jù)無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)。

所述移動(dòng)目標(biāo)定位方法的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理：服務(wù)器采集無線信號(hào)數(shù)據(jù)，修正無線信號(hào)的傳播模型，得到信號(hào)強(qiáng)度值-距離的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系曲線形成無線信號(hào)漸變模型，并將所述無線信號(hào)漸變模型存入服務(wù)器中；

所述移動(dòng)目標(biāo)定位方法的進(jìn)一步設(shè)計(jì)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表示測量點(diǎn)數(shù)目；d_i表示第i個(gè)測量點(diǎn)處的距離,RSSI_i表示第i個(gè)測量點(diǎn)處的信號(hào)強(qiáng)度值；ρ_i表示第i個(gè)測量點(diǎn)處的理想信號(hào)功率值；