[发明专利]一种基于同步迭代重构技术的无线室内定位方法

说明书

一种基于同步迭代重构技术的无线室内定位方法。本发明提供的一种基于同步迭代技术的无线室内定位方法，其定位步骤如下，步骤一：将测得到的信号强度值RSSI依据传输损耗模型转化成距离；步骤二：初始化，给出初始估计值以及收敛条件，一般以待定位节点的临近锚节点的质心作为初始估计值；步骤三：根据引入的权重函数计算迭代步长，以及基于同步迭代重构技术得到修正量；步骤四：用步长和修正量来更新估计值；步骤五：判断是否满足收敛条件，若满足则转入步骤六，反之则调回步骤三；步骤六：将满足步骤五的估计值作为最优解，定位结束。本发明提供的定位方法，综合了待定位节点其所有临近锚节点的位置信息，有效的降低环境噪声的影响，定位稳定性好，精度高。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络的室内定位领域，具体涉及一种基于同步迭代重构技术的无线室内定位方法。

背景技术

基于位置的服务(LBS)，在医疗保健、军事领域、工业控制、家居以及环境监测和保护等方面都有着广泛的应用前景，给人类的生产生活的各个领域带来了深远的影响。对于大多数的应用，采集到的数据只有在能够确定感知对象的位置时才有意义。例如，在野外灾难监测的应用中，救援人员只有在知道灾难发生的准确位置才能实施他们的工作。在室外情况下，能够利用GPS、北斗导航系统等进行较为精确的定位。但是在复杂的室内环境下，GPS、北斗导航系统表现不理想，无法满足人们的要求。故而，无线室内定位技术是制约LBS发展的主要瓶颈。

现有的无线室内定位技术很多，按照定位原理不同，可将无线室内定位技术分成基于测距(Range-Based)的定位技术以及无需测距(Range-Free)的定位技术。基于测距定位中，主要有基于达到时间(TOA)、达到时间差(TDOA)、到达角度(AOA)以及接收信号强度(RSSI)这几种。其中基于RSSI的测距定位技术，因其无需额外的硬件成本，使用方便，成本较低等优点，从而得到了广泛的应用。但是对于环境复杂的室内环境，往往得到的RSSI值中会参杂有外界噪声，大大降低了定位精度与稳定性。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明目的在于提供一种基于同步迭代重构技术的，具有较高的稳定性和定位精度的室内定位方法。

为了实现上述目的，本发明提供的一种基于同步迭代重构技术的无线室内定位方法，依据的理论基础是同步迭代重构技术，下面将简单叙述一下。

同步迭代重构技术(Simultaneous Iterative Reconstruction Technique，SIRT)是由图像重构问题而引入的一种寻找全局最优的迭代技术。一般的，图像重构问题可以等效为求解线性方程组问题。先从二维图像情况考虑，假设原始图像大小为N×N，每个像素的值为x_i(i＝1，2，...，N×N)，探测器记录的投影数据有M个，对应的投影值为b_j(j＝1，2，...，M)。射 线穿过物体衰减后被探测器记录，记录的信息即投影值可以等效为射线所穿过路径上的物体衰减系统之和。由此可得

∑_ia_i，jx_j＝b_j

式中a_i，j为第i个像素对第j个探测器单元的影响因子。可以写成如下的矩阵形式

AX＝b

其中A为M×N²矩阵，X和b分别为N²维和M维列向量，求解该线性方程组，所得的X即为待重建图像的像素值。

通过SIRT求解的迭代过程如下：

给出图像的初始估计值一般取为零向量：