[發(fā)明專利]一種面向離散接收功率的動(dòng)態(tài)精度無(wú)線定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010399909.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN111601263B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙榮陽(yáng);李小龍;楊俊豐;楊逸夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北部灣大學(xué);湖南工商大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/33
• 分類號(hào): H04W4/33;H04W4/38;H04W64/00;G01S5/02
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張雪

1.一種面向離散接收功率的動(dòng)態(tài)精度無(wú)線定位方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、選取一個(gè)二維區(qū)域，將此區(qū)域劃分為若干個(gè)單元格，將弱感知芯片傳感器作為參考節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建靜態(tài)定位的指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；

步驟2、依據(jù)指紋單元向量的差異程度，通過(guò)反復(fù)迭代分割與相鄰指紋比較，得到具有高差異度的指紋單元，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整、提高指紋單元的定位精度，重建指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；

步驟3、根據(jù)歐式距離判斷目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的估計(jì)位置，計(jì)算前、后相鄰位置估計(jì)候選點(diǎn)間的概率值，建立運(yùn)動(dòng)路徑上節(jié)點(diǎn)位置的概率樹，并計(jì)算節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路徑上的累計(jì)概率，最終完成目標(biāo)定位、確定節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡；

所述步驟1具體為：

步驟1.1、將一個(gè)R×R的二維區(qū)域，分割為初始邊長(zhǎng)為d_e×d_e的m個(gè)網(wǎng)格單元，并以網(wǎng)格單元中心接收的參考點(diǎn)功率值表示指紋單元向量；隨機(jī)部署n個(gè)能夠真實(shí)反應(yīng)位置的弱感知芯片傳感器，作為參考點(diǎn)，將第i個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的真實(shí)位置記為：R_posi＝[x_posi,y_posi]，i∈(1,2……n)，弱感知芯片支持的L個(gè)可編程接收功率記為P_l，l∈(1，2......L)，每個(gè)所述可編程接收功率P_l相對(duì)應(yīng)的接收距離為r_l，l∈(1，2……L)；當(dāng)某一指紋單元超出任意弱感知芯片的最大接收距離時(shí)，功率檔位標(biāo)記為P_L+1；

步驟1.2、以網(wǎng)格中心點(diǎn)的指紋向量代替整個(gè)指紋單元格，根據(jù)歐式距離公式，計(jì)算單元格與各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的距離，對(duì)照參考點(diǎn)芯片的功率檔位接收距離，獲得每一個(gè)單元格的指紋向量，所述指紋向量記為F_ki，k∈(1，2……，m)，i∈(1,2……n)，從而初始建立一個(gè)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；

所述步驟2具體為：

步驟2.1、引入一個(gè)標(biāo)量δ作為單元指紋向量的評(píng)判指標(biāo)，即：遍歷指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；當(dāng)任意網(wǎng)格的指紋向量F_ki與其物理相鄰網(wǎng)格的指紋向量F_ci差值的絕對(duì)值大于標(biāo)量δ，則認(rèn)定為F_ki是一個(gè)具有高差異度的指紋，進(jìn)而對(duì)F_ki做二次分割，將其劃分為一個(gè)d×d的子指紋序列，其中，完成指紋庫(kù)遍歷和子指紋劃分后，重新構(gòu)建一個(gè)含有不同單元格大小，即不同定位精度的新指紋庫(kù)；

步驟2.2、重復(fù)第3步，直到數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)不含有高差異度指紋單元為止，最終獲得一個(gè)具有動(dòng)態(tài)定位精度的指紋庫(kù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向離散接收功率的動(dòng)態(tài)精度無(wú)線定位方法，其特征在于：步驟3具體為：

步驟3.1、通過(guò)測(cè)量得到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)路徑上不同位置的指紋向量T_k，通過(guò)計(jì)算T_k與F_ki的歐式距離，尋找目標(biāo)點(diǎn)在每一個(gè)位置上可能的估計(jì)位置，其中k∈G，G表示指紋庫(kù)的集合；

步驟3.2、假設(shè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)以固定速度V沿運(yùn)動(dòng)軌跡移動(dòng)，在時(shí)間間隔t內(nèi)，目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)的距離d(vt)＝V×t；將路徑上每一位置的可能位置估計(jì)點(diǎn)，存儲(chǔ)在候選點(diǎn)鏈表CanL中；具體步驟如下：首先以當(dāng)前位置j的某一候選點(diǎn)A為圓心，A∈CanL[j],d(vt)為半徑做圓，其面積記為：S_A，再以目標(biāo)點(diǎn)路徑上，下一位置j+1的任意候選點(diǎn)(B,C,…,J…,M)為圓心，J∈CanL[j+1]，d(vt)為半徑做圓,其面積記為S_J,S_AJ表示S_A與S_J相交的面積；并計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)前、后位置圓的相交面積比值，得出其位置候選點(diǎn)A到J的概率P_AJ，所述P_AJ公式如下：

步驟3.3、從目標(biāo)點(diǎn)軌跡的起點(diǎn)至終點(diǎn)，逐層遍歷由各位置候選點(diǎn)概率P_AJ構(gòu)成樹，當(dāng)概率P_AJη₁時(shí)，引入路徑增強(qiáng)因子E，當(dāng)P_AJη₂時(shí)，引入減弱因子W，并通過(guò)計(jì)算路徑各位置候選點(diǎn)的最大累計(jì)概率，尋找具有動(dòng)態(tài)定位誤差路徑的最優(yōu)輸出，其中，E1，W1，η₁1，η₂1，且η₁η₂；

所述弱感知芯片的接收功率為P_l，l∈(1，2……L，L+1)；參考節(jié)點(diǎn)數(shù)目為n，并能夠獲取其實(shí)際位置；δ為判別指紋網(wǎng)格單元是否為高差異度指紋的標(biāo)量；為二次分割后，新指紋網(wǎng)格邊長(zhǎng)與被原高差異度指紋網(wǎng)格邊長(zhǎng)的關(guān)系系數(shù)，用以在逐次迭代中，動(dòng)態(tài)縮小新生成指紋網(wǎng)格邊長(zhǎng)，提高新指紋網(wǎng)格的定位精度，V為目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，視為常量；t為時(shí)間間隔；CanL為存儲(chǔ)目標(biāo)點(diǎn)軌跡上各待定位位置候選點(diǎn)的鏈表；P_AJ是時(shí)間間隔為t時(shí)，目標(biāo)點(diǎn)以速度V，從某一位置候選點(diǎn)A，移動(dòng)到下一相鄰位置候選點(diǎn)J的概率；η₁，η₂分別為判斷是否引入路徑增強(qiáng)因子、減弱因子的標(biāo)量，E1,W1,η₁1,η₂1,且η₁η₂。