[发明专利]一种基于强度差分的室内定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于强度差分的室内定位方法，包括：移动终端对室内的所有wifi信号进行实时扫描，得到每个wifi的信号强度，然后建立对数化“距离‑损耗”模型；建立kalman滤波强度跟踪模型，基于该模型对每个wifi的信号强度进行滤波，得到去除噪声后的wifi信号强度值；利用多个相邻采样时刻的wifi信号强度滤波结果的差值求取移动终端的位置。

技术领域

本发明属于信息技术、自动控制和电子技术领域，具体涉及一种基于强度差分的室内定位方法。

背景技术

随着位置数据业务的不断发展，室内定位在机场、商场、停车场、矿井等领域取得了广泛的应用。但由于室内定位环境的复杂性，其在定位精度方面还难以满足实际要求。一方面，由于不同室内环境下，室内整体结构、材料、物品位置等都会导致信号传输存在较大损耗和波动，另一方面，室内存在的反射、绕射等现象，会产生严重的多径效应，极大增加了定位难度。虽然，许多学者在室内定位方式、定位算法等都开展了许多研究，目前已经提出的室内定位算法包括三角定位、强度法、指纹法等多种方法，取得了许多重要研究成果，但由于实际环境的复杂性，室内定位精度仍难以令人满意，定位精度还亟待进一步提高。

发明内容

为了克服现有技术中的定位方法定位精度不高的缺陷，本发明提供了一种能有效提高定位精度的室内定位方法及系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于强度差分的室内定位方法，包括：

步骤1)、移动终端对室内的所有wifi信号进行实时扫描，得到每个wifi的信号强度，然后建立对数化“距离-损耗”模型；其中，所述“距离-损耗”模型的表达式为：

其中，P_i为第i个wifi接收的信号强度，i＝1,2,…,I，I为所有wifi的总数量，ξ_i表示对于位置(x,y)处第i个wifi信标的信号传输衰减因子，(a_i,b_i,c_i)为第i个wifi的坐标；ε_i表示第i个wifi在传输过程中的其他误差；

步骤2)、建立kalman滤波强度跟踪模型，基于该模型对步骤1)中所得到的每个wifi的信号强度进行滤波，得到去除噪声后的wifi信号强度值；

步骤3)、利用多个相邻采样时刻的wifi信号强度滤波结果的差值求取移动终端的位置。

上述技术方案中，在所述步骤2)中，强度变化方程描述为：

X(k+1)＝ΦX(k)+W(k)

其中：

其中，表示速度，表示加速度；α表示一个给定的参数；T表示采样时间；

W(k)是高斯白噪声，均值为0，方差为Q(k)，具体形式为：

观测方程为：

Z(k)＝HX(k)+V(k)

其中：

H＝[1 0 0]，V(k)表示第k个采样点的观测噪声；

kalman滤波强度跟踪模型包括下列公式：

X(k|k-1)＝ΦX(k-1|k-1)