[發明專利]一種基于基站空間布局優化的室內定位方法及系統

在審

• 申請號: 202110698528.0
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113507696A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 林小龍;徐敬東;馮勝平;周紅
• 申請（專利權）人: 湖北楓丹白露智慧標識科技有限公司
• 主分類號: H04W4/33
• 分類號: H04W4/33;H04W4/02;H04W64/00;H04W16/20
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 王昌亮

本發明公開一種基于基站空間布局優化的室內定位方法及系統，所述方法包括：對室內空間進行網格劃分，在網格范圍內隨機生成一組基站部署組合；以隨機生成的一組基站部署組合為初始值，以定位誤差最小為優化目標，采用改進的JAYA優化算法進行基站部署組合優化，得到最優的基站部署組合；通過最優的基站部署組合進行室內定位。本發明在JAYA優化算法中引入萊維飛行策略以進行基站部署組合優化，通過最優的基站部署組合進行室內定位，可在保證室內定位精度的條件下合理部署基站分布位置。

技術領域

本發明屬于室內定位技術領域，具體涉及一種基于基站空間布局優化的室內定位方法及系統。

背景技術

目前已有的室內定位技術包括紅外定位技術、超聲波定位技術、LED定位技術、藍牙定位技術、Wi-Fi定位技術、zigbee定位技術、磁場定位技術、計算機視覺定位技術等。大部分室內定位技術都要先在室內部署信號基站來發射接收信號實現目標位置估算。現階段信號基站部署大多依賴經驗，缺乏精細化的基站部署管控方案。若基站部署不合理則可能出現信號覆蓋不全面、定位誤差大的問題，若基站部署過于密集，雖然能在一定程度上提高定位精度，但也會造成成本高昂，不易推廣使用。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種基于基站空間布局優化的室內定位方法及系統，用于解決室內信號源空間部署不合理的問題。

本發明第一方面，公開一種基于基站空間布局優化的室內定位方法，所述方法包括：

對室內空間進行網格劃分，在網格范圍內隨機生成一組基站部署組合；

以隨機生成的一組基站部署組合為初始值，以定位誤差最小為優化目標，采用改進的JAYA優化算法進行基站部署組合優化，得到最優的基站部署組合；

通過最優的基站部署組合進行室內定位。

優選的，所述在網格范圍內隨機生成一組基站部署組合具體為：

根據室內平面的面積大小預先估算基站個數范圍區間，在所述基站個數范圍區間內隨機生成基站部署組合中的基站個數；

根據基站個數隨機生成基站部署組合，所述基站部署組合中的各個基站分布在不同網格中，用網格中心位置表示基基站部署組合站坐標。

優選的，所述以隨機生成的一組基站部署組合為初始值，以定位誤差最小為優化目標，采用改進的JAYA優化算法進行基站部署組合優化，得到最優的基站部署組合具體為：

設置JAYA優化算法的種群規模、迭代次數，隨機生成的一組基站部署組合為初始基站部署組合；

設置適應度函數，根據適應度函數計算初始基站部署組合的定位誤差；

進行基站部署組合的位置更新；

重新計算位置更新后的基站部署組合的定位誤差并升序排序，記錄定位誤差最小的個體位置；

判斷是否達到結束條件，若是，結束迭代，否則重新進行基站部署組合的位置更新和定位誤差計算，迭代運算直到達到結束條件，輸出最優個體位置作為最優的基站部署組合。

優選的，所述適應度函數根據待測點接收的基站部署組合中不同基站的信號強度與預先建立的指紋庫中數據進行比對來計算定位誤差。

優選的，進行基站部署組合的位置更新時，一部分個體按照JAYA優化算法的策略進行位置更新，另一部分個體通過引入萊維飛行策略進行位置更新。

優選的，所述方法還包括：

每完成一次基站部署組合優化后，重新在所述基站個數范圍區間內隨機生成基站部署組合中的基站個數，并根據基站個數隨機生成基站部署組合；

重新進行基站部署組合優化，直到達到設定的優化次數，得到多組優化后的基站部署組合；