[发明专利]一种基于RSSI的室内定位方法

说明书

技术领域

本发明属于移动定位技术领域，具体涉及一种基于RSSI（英文全称：Received Signal Strength Indication；中文名称：接收信号的强度指示）的室内定位方法，尤其适用于无GPS信号的室内环境进行目标定位。

背景技术

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，移动终端或其持有者、设备以及物品在室内的位置信息显得尤为重要。在开阔的室外环境中，全球定位系统GPS提供了非常精确的定位信息，然而由于室内环境的特殊性，当前一些用于室外定位的算法和系统很难移植到室内定位的应用中。室内目标定位存在重要的潜在应用，近年来引发大量的研究及关注。

室内定位研究主要集中在两个方面，一是室内定位系统的研究；二是室内定位算法的研究。上述位置信息的获取需要依靠定位系统，室内定位技术容易受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制。当前室内定位技术主要有红外、超声波、蓝牙、超宽带、WIFI（英文全称：WIreless Fidelity；中文名称：无线高保真）和射频定位技术等。其中，红外线由于直线视距传播和传输距离短这两大缺点，室内定位效果很差，而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰，在精确定位上有局限性；超声波定位技术虽然整体定位精度较高，又结构简单，但超声波受多径效应和非视距传播的影响很大，并需要投入大量的硬件设施，因此成本太高；蓝牙技术在用作室内短距离定位时容易发现设备，且信号传输不受视距影响，但它不足之处在于价格昂贵，在复杂的空间环境中稳定性稍差，受噪声信号干扰大；超宽带室内定位技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术，可应用于室内静止或移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度，但设备昂贵，无法大范围推广；基于WIFI的定位技术只能应用于小范围的室内定位，而且容易受到其他信号干扰，精度较差，定位器的能耗也较高；而射频识别技术凭其非接触和非视距、成本低等优点，成为了优选的室内定位技术。

目前的室内定位算法一般是基于测距的定位算法，基于测距的定位先通过TOA(英文全称：Time of Arrival；中文名称：到达时间)测距法、AOA(英文全称：Angle of Arrival；中文名称：到达角度)测距法、TDOA(英文全称：Time Difference of Arrival；中文名称：到达时间差)测距法以及RSSI测距法等得到未知节点到锚节点（也称为信标节点）的距离或方位，再根据三边、三角或极大似然定位算法计算出未知节点的位置。在上述的各测距法中，除RSSI测距法外都需要通过测量与三个锚节点的距离才能进行定位，因此普遍具有较高的定位精度，但它们对节点硬件有较高的要求；而RSSI测距法，由于具有硬件成本低、实现简单、功耗低等优点，成为了近年来室内定位研究的热点,但其定位精度有待进一步提高。图1示意了在实际场景下测得的RSSI值与距离的关系曲线，由图可知，RSSI值与节点间距离构成对数曲线，存在两个不确定参数。

除了上述的基于测距的定位技术之外，专家学者为了满足市场对定位精度的需要，又提出了基于场景（信号指纹）分析的定位技术和基于临近关系的定位技术。但较小误差的实现往往需要较多硬件来支撑或者会有较多的客观约束。如指纹分析方法虽然不需要过多硬件的支持，但它对定位精度的要求越高，需要预先存储的数据就越多，且当环境改变时需要重新存储数据，因此它需要大量的存储空间；基于临近关系的定位技术，通常需要标识系统的辅助，以唯一的标识来确定已知的各个位置，因此这些方案不管是从造价还是无线资源分配方面，都不具备通用性，可移植性较差。

鉴于上述已有技术中的不足，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RSSI的室内定位方法，其基于射频识别技术，硬件设备和带宽资源的消耗较少，实现复杂度低、定位速度快且精度高。

本发明的目的是这样来达到的，一种基于RSSI的室内定位方法，其特征在于包括如下步骤：