[发明专利]基于泰勒级数展开对室内目标的测距定位方法

说明书

本发明公开了一种基于泰勒级数展开的对室内目标的测距定位方法，主要解决了现有基于无线传播信号的室内定位技术中在无线信号传播模型情况下定位精度较低的问题。本发明的具体步骤是：1.设置室内目标的测距参考点；2.构建室内目标的有效测距信号样本集；3.统计室内目标的有效测距接入点个数；4.判断有效测距接入点的总数是否大于3；5.判断有效测距接入点的总数是否小于5；6.采用最小二乘法求解室内目标的位置坐标；7.采用泰勒级数展开得到围绕室内目标为中心的定位圈，求取定位圈的质心坐标作为室内目标的位置坐标。本发明将后向传播神经网络模型和泰勒级数展开相结合，提高了对室内目标的定位精度。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线室内定位技术领域的一种基于泰勒级数展开对室内目标的测距定位方法。本发明可以利用无线传播信号强度值对室内目标实现高精度定位，本发明可广泛应用于基于无线信号强度值实现测距定位的应用场合。

背景技术

室内定位技术在消费者和企业服务领域都有广阔的发展前景，其可以为消费者提供商场导购、停车场反向寻车，家人防走散、位置服务交友、展厅自助导游等服务。企业应用则包括人流监控和分析、智慧仓储和物流、智能制造、紧急救援、人员资产管理和服务机器人等，可以促进零售、急救、制造、能源、医疗等行业加速拥抱物联网和大数据，大幅提升营销和运营效率。

基于无线信号强度的室内定位技术主要分为场景分析法和测距定位两种方法。场景分析法通过匹配在线阶段与离线阶段收集到的信息序列从而决定无线终端更靠近哪个指纹点，相似度最高的指纹点就是估计出的位置。测距定位法是根据信号在自由空间经过传播路径损耗信号强度随距离而变化的一种计算方法，根据其变化规律推算出无线终端的估计位置。在实际应用中，由于无线传播信号在复杂的室内环境中易受到反射、绕射、散射、多径效应等因素影响，使得无线信号在传播过程中造成路径损耗从而在定位过程中引起定位误差。为了解决路径损耗带来的定位误差的问题，通常选择特定环境下能够更加贴切描述无线信号传播过程的路径损耗模型和性能更优的定位算法，期望通过更加准确的信号强度和距离之间的关系和改进的定位算法来提高定位精度。

电子科技大学在所提出的专利申请文件“一种室内定位方法”(申请号：201210332190.8，公开号：102880673A)中公开了一种基于所有参考点的近邻点数据的情景分析定位方法。该方法通过在离线阶段建立近邻点数据库，在线阶段将待定位点的K个近邻点和它的近邻点的n个近邻点的坐标加权求和作为待定位点的坐标估计结果返回。虽然该方法一定程度上挖掘了RSS指纹数据库中有效信息，有效避免了非视距传输效应、多径传播效应等因素对定位精度的影响，但该方法仍然存在的不足是，应用环境下某一参考点位置发生变化将导致所建立的数据库不能使用，后期维护成本过大不利于推广。

哈尔滨工业大学在所提出的专利申请文件“WiFi室内定位方法”(申请号：201310017411.7，公开号：103096466A)中公开了一种基于支持向量机计算待定位点坐标的定位方法。该方法通过在离线阶段由支持向量机算法预先将数据按照不同的空间位置合理划分为若干子区域，在线定位阶段通过主成分分析算法得到待定位点坐标估计值。虽然该方法可以大幅降低数据量，通过区域空间坐标的聚集达到提高定位精度的目的，但该方法仍然存在的不足是，近邻点之间相似度不足，不能去除定位中奇异点对定位结果的不利影响，只能进行区域的区分，不能提高定位结果的稳定性和进行高精度定位。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有的技术的不足，提出了一种基于泰勒级数展开对室内目标的测距定位方法，实现了高精度的室内测距定位技术。