[发明专利]一种基于环境反向散射的室内定位方法和装置

权利要求书

1.一种基于环境反向散射的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，射频源RFs发射信号：该信号频段在标签检测频带内；

第二步，标签的环境反向散射：标签T_a,T_b,T_c,T_d端分别接收射频源信号RFs并通过反向散射方式传输给移动终端Q，标签T_a,T_b,T_c,T_d发送的信息包括标签的id和位置信息，标签是自身不带有电源的通信设备；

标签为多天线并采用波束扫描对定位需求空间进行扫描覆盖，设标签T_a,T_b,T_c,T_d的扫描周期时间相同，波束扫描定位区域的时间周期为t_s，且波束扫描重复进行；具体采用三个波束即波束1、波束2和波束3完成对预定位空间的覆盖，每个波束方向对应着一组固定的权值，标签根据所选择的波束的权值进行加权，在时间周期t_s内，标签波束由波束1切换到波束2，再到波束3，采用离散均匀扫描，即波束1、波束2和波束3的波束切换时间为t_s/3，从而实现对预定位空间的完整覆盖；

第三步，移动终端Q对接收到的标签信号进行检测：实际检测时，在一段时间t_j内做多次检测并取平均值，t_j≥t_s，即终端检测周期不小于标签波束扫描周期，取其中信号强度RSSI值最大的四个标签；

假设在t_j时间内移动终端Q进行了m次检测，估计均值

其中，分别为第1次，第2次，…第m次移动终端Q检测到的标签T_a的信号强度值；

分别为第1次，第2次，…第m次移动终端Q检测到的标签T_b的信号强度值；

分别为第1次，第2次，…第m次移动终端Q检测到的标签T_c的信号强度值；

分别为第1次，第2次，…第m次移动终端Q检测到的标签T_d的信号强度值；

且检测到标签T_a,T_b,T_c,T_d按信号强度由大到小依次排列如下：

则选择出用于定位估计的四个标签Ta、Tb、Tc和Td。

对于标签数大于4时，按上述方法类似处理；

验证四个标签Ta、Tb、Tc和Td的坐标不在同一平面上，四个坐标确定唯一的三棱锥，进而确定出唯一的移动终端位置坐标；

设移动终端Q的坐标为(x,y,z)，Q与四个标签Ta、Tb、Tc和Td的欧式距离分别为l_a、l_b、l_c和l_d，且四个标签Ta、Tb、Tc和Td的坐标分别为(x_a,y_a,z_a)、(x_b,y_b,z_b)、(x_c,y_c,z_c)和(x_d,y_d,z_d)，采用基于到达时间的距离估计方法，得到：

第四步，移动终端的三维定位：根据第三步检测估计得到的移动终端Q与四个标签Ta、Tb、Tc和Td的欧式距离l_a、l_b、l_c和l_d，求解得到移动终端Q的坐标，实现了对移动终端Q的定位：

其中上角标-1表示矩阵求逆运算。