[发明专利]一种基于最速下降法的室内定位方法

权利要求书

1.一种基于最速下降法的室内定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：在室内环境下，利用对数正态阴影模型，对距离为1m的时候接收信号强度值A和衰减因子n分别取值，根据室内环境下信号强度随距离衰减的关系，在同一个参考节点采集100个RSSI值并使测量数据在1～15m内，其中RSSI为接收信号强度指示；

步骤2：对同一个参考点处列出来的100个RSSI值采取五点二次曲线拟合平均法进行去噪分析，得出均值分析列出来的数据，其中RSSI_i为针对第i个发射节点所接收的RSSI，为其均值，1≤i≤100，i是正整数；

步骤3：若则保留该RSSI值，否则，则去除该RSSI值；

步骤4：经过五点二次曲线拟合平均法的滤波之后，采用加权平均法和算术平均法分别求出平均值和再根据和求得平均列出三组RSSI值，分别为

步骤5：把步骤4中求得的信号强度值代入对数正态阴影衰落模型中，得到理论距离d₁,d₂,d₃，在实际环境中布置参考节点和盲节点，求出参考节点和盲节点间的实际距离a₁,a₂,a₃，采用最小二乘法对实际距离和理论距离进行修正，得到修正值d'₁,d'₂,d'₃；

步骤6：通过发射节点的坐标(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)，利用三边定位算法求出未知节点的坐标(x,y)，并令此坐标值为步骤7中的初始值，列出三组方程式为：

分别求出三组解，每一组方程组中求的解舍去离剩下的第三个点最远的解，三组解分别设为(s₁,w₁),(s₂,w₂),(s₃,w₃)，利用三边定位算法估计出(x,y)的坐标，即，并令此坐标值为步骤8中的初始值，其中(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)为发射节点的坐标；

步骤7：针对目标函数M(x,y)，建立目标方程：

改写为：

其中

化为无条件等式约束为：

对目标函数中的x,y分别求偏导：

根据此公式求二阶偏导：

采用最速下降法的公式其中是一个常数，可以使即x_k+1＝x_k-α*g_k，假设以步骤6中的(x,y)值为初始值，设置迭代次数为k＝5000，阈值为10^-5，如果||g_k||＞阈值，执行步骤8；

步骤8：如果||M(x_k)/M(x_k-1)||＞1，则令α＝ρα，ρ＜1，使α值逐步缩小，并跳至步骤9；其中M(x_k)和M(x_k-1)分别是迭代过程中相邻两次的目标函数值，α为ρ为设定的系数常数；

步骤9：执行x_k+1＝x_k-αg_k，若||g_k||≤阈值，则输出最优解x_k，否则，继续执行步骤8。

2.根据权利要求1所述的一种基于最速下降法的室内定位方法，其特征在于：所述步骤1包括：在对数正态阴影模型中，默认为接收信号的功率P(d₀)是在基准距离d₀＝1的情况下的接收功率，在实际应用中，简化为：其中d为离发射节点的距离，P(d)为在该距离处的功率；

从而RSSI的测距公式简化为RSSI＝-(10nlgd+A)，其中A为距离为1m的时候接收信号强度值，n为衰减因子。