[发明专利]最小期望误差室内定位方法

说明书

本发明涉及一种最小期望误差室内指纹定位方法，该方法利用RSSI指纹特征进行室内定位，包括离线阶段和定位阶段；离线阶段进行定位准备工作，包括以下步骤：设置信标基站和设计参考位置及其连通关系并建立无向连通图；使用移动设备在各参考位置采集RSSI指纹，建立定位区域的指纹地图；根据参考位置连通图设计损失函数，计算所有定位决策损失，并构建定位决策表；定位阶段进行移动目标定位，包括以下步骤：移动目标携带的移动设备接收实时RSSI指纹并发送给定位服务器；定位服务器根据实时指纹、指纹地图和定位决策表计算条件定位误差，将误差最小的位置作为定位结果。该方法可以有效提高室内定位系统的定位精度。

技术领域

本发明涉及室内无线指纹定位领域，特别是一种最小期望误差室内指纹定位方法。

背景技术

随着移动计算的不断发展，室内定位技术的需求与日俱增。准确的实时室内定位技术是众多内容感知服务、位置服务或相关位置协议的基础。近几年来，随着Wi-Fi、ZigBee、RFID、Bluetooth和UWB等新兴无线技术的出现和普及,研究者们也相继提出了基于各种无线技术的室内无线定位系统和技术，如RADAR、LANDMARC、Mote Track和iLocate等。其中，基于射频指纹的室内定位技术由于不需要额外硬件配置，并且能较好地适应室内复杂环境，因此备受关注和应用。

设计室内定位系统往往根据不同的应用场景和性能需求，对某一性能参数进行优化。指纹定位作为室内定位领域最常用的技术，其定位准确率和精度得到了肯定。指纹定位算法的设计或优化应以提高定位精度为目标，而真实生产环境中，大多数算法是以提高定位准确率为设计或优化目标。准确率并不能完备描述室内定位系统的性能，定位精度才是最主要、最直观的性能指标，同时定位精度的不同计算方式对实际定位效果也有不同影响。提高定位准确率在一定程度上可以提高定位精度，但以这种方式对定位系统精度的提升是非常有限的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种最小期望误差室内指纹定位方法，以克服现有技术中存在的缺陷，提高室内无线指纹定位的精度。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种最小期望误差室内指纹定位方法，包括：离线采集阶段以及实时定位阶段，其中，所述离线采集阶段包括如下步骤：

步骤S11：根据室内布局结构设计并确定参考位置及其连通关系，构建参考位置的无向连通图，并设置信标基站；

步骤S12：通过定位目标携带的移动设备在各参考位置采集各信标基站的信号强度平均值以及标准差构建参考指纹向量，并根据对应的参考位置的坐标建立定位区域的指纹地图；

步骤S13：构建损失函数，并根据所述无向连通图参考位置间路径距离以及定位决策损失，构建定位决策表；

所述实时定位阶段包括如下步骤：

步骤S21：定位目标携带的移动设备采集实时RSSI定位指纹，并发送给定位服务器；

步骤S22：所述定位服务器利用所述实时RSSI定位指纹、所述指纹地图以及所述定位决策表，并根据最小期望误差室内指纹定位算法计算条件定位误差，将误差最小的位置作为定位结果。

在本发明一实施例中，所述参考位置无向连通图G为：

G＝<V,E>

V＝(ω_i|i＝1,2,…,M)

E＝(e_ij|e_ij＝1或0,i,j＝1,2,…,M)

式中，V表示参考位置集合，ω_i表示参考位置i，E表示参考位置之间连通边的集合，e_ij表示ω_i与ω_j的邻接关系，1表示相邻，0表示不相邻，M为参考位置个数。