[發明專利]一種移動目標定位方法及系統

有效

• 申請號: 202010420590.9
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111542116B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 齊潔;李恒菲;黃祖輝;王曉忠;孫海信
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04B17/318;G01S5/02
• 代理公司: 廈門福貝知識產權代理事務所(普通合伙) 35235
• 代理人: 陳遠洋

1.一種移動目標定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

S101：基于當前的跟蹤范圍和多個WiFi節點的位置信息，預先構建WiFi信號強度衰減分布圖；

S102：在所述跟蹤范圍內預設若干固定采樣點，基于目標設備在所述采樣點處獲取的所述多個WiFi節點的信息，更新所述WiFi信號強度衰減分布圖，以獲得針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖；

所述目標設備是由目標人員攜帶的智能設備，通過智能設備掃描當前跟蹤范圍內的WiFi節點信息，進行校準和目標搜索算法，從而動態獲取目標位置；

其中，當人員或目標進入跟蹤范圍時，其攜帶的智能設備將掃描周圍的WiFi節點并上傳與之對應的mac地址到服務器端，在服務器端將查詢當前所處的區域，得到跟蹤范圍大小，生成相應的WiFi信號強度衰減分布圖；

所述智能設備包括手機以及其他無線設備；

其中，所述S102中對所述WiFi信號強度衰減分布圖的更新，具體包括：

利用所述固定采樣點的位置信息以及所述固定采樣點處接收到的RSSI，基于對數衰減模型求解出系統參數k的值，校準所述S101中所述WiFi信號強度衰減分布圖；

S103：基于所述目標設備在所述跟蹤范圍內接收到的所述多個WiFi節點的信息在針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖中進行定位搜索，實時獲取所述目標設備的位置，并實時更新針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖；

所述定位搜索具體為：通過將接收到的所述多個WiFi節點的信息類比為像素信息進行匹配跟蹤，基于粒子濾波算法對目標進行鎖定；

所述對所述針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖的更新，具體包括：

實時獲取到當前一段時間[t,t+s]內至少三個相近時刻對應的所述目標設備的位置，基于所述一段時間的開始時刻t的系統參數k_t以及對數衰減模型重新計算出每個位置的對應時刻的信號強度值，將所述一段時間的結束時刻t+s的系統參數k_t+s當作未知數，再將所述每個位置的對應時刻的信號強度值代入對數衰減模型，從而求解出所述結束時刻t+s的系統參數k_t+s，最終根據所述系統參數k_t+s以及對數衰減模型實時更新所述針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖；

其中，所述步驟S102和S103中對所述WiFi信號強度衰減分布圖的更新是基于對數衰減模型P(d)＝P(d₀)+10ηlog(d/d₀)中系統參數的更新，其中η為衰減因子，d₀為信號強度參考距離，P(d₀)為與所述WiFi節點距離為d₀處的信號強度值，d為定位搜索獲取到的所述目標設備到所述WiFi節點的距離，P(d)為與所述WiFi節點距離為d處的信號強度值，當系統參數k的值被更新后，基于上述模型來更新WiFi信號強度衰減分布圖。

2.根據權利要求1所述的一種移動目標定位方法，其特征在于，在所述步驟S101中，所述WiFi信號強度衰減分布圖的構建是基于對數衰減模型和預設閾值的加性高斯白噪聲。

3.根據權利要求1所述的一種移動目標定位方法，其特征在于，所述固定采樣點的數量大于等于兩個，并且設置于跟蹤范圍的入口處。

4.根據權利要求1所述的一種移動目標定位方法，其特征在于，在所述步驟S103中所述針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖的實時更新頻率基于所述目標設備的移動速度和RSSI的變化率來確定。

5.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該計算機程序被計算機處理器執行時實施權利要求1至4中任一項所述的方法。

6.一種移動目標定位系統，其特征在于，包括：

信號強度分布預建模單元：配置用于

基于當前的跟蹤范圍和多個WiFi節點的位置信息，預先構建WiFi信號強度衰減分布圖；

初始校準單元：配置用于

在所述跟蹤范圍內預設若干固定采樣點，基于目標設備在所述采樣點處獲取的所述多個WiFi節點的信息，更新所述WiFi信號強度衰減分布圖，以獲得針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖；

所述目標設備是由目標人員攜帶的智能設備，通過智能設備掃描當前跟蹤范圍內的WiFi節點信息，進行校準和目標搜索算法，從而動態獲取目標位置；

其中，當人員或目標進入跟蹤范圍時，其攜帶的智能設備將掃描周圍的WiFi節點并上傳與之對應的mac地址到服務器端，在服務器端將查詢當前所處的區域，得到跟蹤范圍大小，生成相應的WiFi信號強度衰減分布圖；

所述智能設備包括手機以及其他無線設備；

其中，所述初始校準單元中對所述WiFi信號強度衰減分布圖的更新，具體包括：

利用所述固定采樣點的位置信息以及所述固定采樣點處接收到的RSSI，基于對數衰減模型求解出系統參數k的值，校準所述信號強度分布預建模單元中所述WiFi信號強度衰減分布圖；

自由定位單元：配置用于

基于所述目標設備在所述跟蹤范圍內接收到的所述多個WiFi節點的信息在針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖中進行定位搜索，實時獲取所述目標設備的位置，并實時更新針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖；

所述定位搜索具體為：通過將接收到的所述多個WiFi節點的信息類比為像素信息進行匹配跟蹤，基于粒子濾波算法對目標進行鎖定；

所述對所述針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖的更新，具體包括：

實時獲取到當前一段時間[t,t+s]內至少三個相近時刻對應的所述目標設備的位置，基于所述一段時間的開始時刻t的系統參數k_t以及對數衰減模型重新計算出每個位置的對應時刻的信號強度值，將所述一段時間的結束時刻t+s的系統參數k_t+s當作未知數，再將所述每個位置的對應時刻的信號強度值代入對數衰減模型，從而求解出所述結束時刻t+s的系統參數k_t+s，最終根據所述系統參數k_t+s以及對數衰減模型實時更新所述針對所述目標設備的WiFi信號強度衰減分布圖；

其中，所述初始校準單元和自由定位單元中對所述WiFi信號強度衰減分布圖的更新是基于對數衰減模型P(d)＝P(d₀)+10ηlog(d/d₀)中系統參數的更新，其中η為衰減因子，d₀為信號強度參考距離，P(d₀)為與所述WiFi節點距離為d₀處的信號強度值，d為定位搜索獲取到的所述目標設備到所述WiFi節點的距離，P(d)為與所述WiFi節點距離為d處的信號強度值，當系統參數k的值被更新后，基于上述模型來更新WiFi信號強度衰減分布圖。