[发明专利]一种室内三维定位方法

说明书

本发明涉及一种室内三维定位方法，是针对解决现有同类方法的网络成本较高，节点间高度差给室内定位带来的误差较大的技术问题而设计。其要点是该定位方法基于垂直空间层次划分算法，将节点之间的高度差加入到定位中，作为其中计算的参数因子，消除高度差在定位中的误差影响，实现三维的室内定位；即该定位方法通过计算无线设备的节点信息传输能力及剩余能量来确定网络的中心层，再根据已知节点坐标及节点的距离信息对未知节点进行模糊定位，接着利用所得相对信息和公式计算得出未知节点的坐标，最后通过加权平均算术求得最终未知节点坐标。其降低了算法的复杂程度，同时保证了正确率，实现更加高效、高精度的室内定位。

技术领域

本发明涉及无线技术的内定位方法，是一种室内三维定位方法。

背景技术

目前，定位技术的影响已经延伸到了人们生活的各个方面，而室内定位技术作为定位技术在室内环境的延续，弥补了传统定位技术的不足，有着良好的应用前景。自从以GPS为代表的定位技术出现以来，其高效、方便、快速及准确的定位使人们的生活出现了巨大的变化，带动了一批应用和服务的快速发展，但传统定位技术由于技术原理的局限性，在室内环境的定位效果不尽理想。如中国专利文献中披露的申请号201410027297.0，申请公布日2015.07.22，发明名称“GPS室内定位系统和基于GPS室内定位系统的室内定位方法”；该室内定位方法采用GPS接收装置传输节点信息从而实现室内定位。然而，如果网络中所有的节点都配备GPS定位模块，网络的成本将大幅度增加。同时，现有的室内定位方法大部分都是实现在二维上的定位，而带定位目标往往处于一个三维空间上，因此忽略节点间的高度差也给室内定位带来了误差。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种基于垂直空间层次划分算法、模糊定位算法、加权平均算术的室内三维定位方法，使其解决现有同类方法的网络成本较高，节点间高度差给室内定位带来的误差较大的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种室内三维定位方法，该定位方法的无线设备设有传感器，其特征在于该定位方法基于垂直空间层次划分算法，将节点之间的高度差加入到定位中，作为其中计算的参数因子，消除高度差在定位中的误差影响，实现三维的室内定位；即该定位方法通过计算无线设备的节点信息传输能力及剩余能量来确定网络的中心层，再根据已知节点坐标及节点的距离信息对未知节点进行模糊定位，接着利用所得相对信息和公式计算得出未知节点的坐标，最后通过加权平均算术求得最终未知节点坐标。上述节点的距离信息通过信号强度计算出来，从而保证了较高的定位精度、能量消耗低、性能更优的算法。

所述基于垂直空间层次划分算法通过计算预先部署在室内网络中位置信息，即已知节点之间的俯仰角和方向角，实现对未知节点的定位。

所述对已知节点所在网络空间的垂直方向进行划分，需选取一个节点作为网络的中心层节点。

所述网络空间中预先设置空间划分的层数，每层的高度为最高点及最低点的差值除以划分的层数，已知节点和未知节点的坐标是随机产生的，且所有节点也随机分布在各个层中；其中，分层参数代表三维坐标中的z轴坐标，如此将三维定位降至二维平面的定位算法，也降低了计算复杂度；计算得出在不同层数节点的相对位置信息，从而利用模糊定位算法得出未知节点的坐标信息。

本发明的室内定位方法可行，室内定位结果精确，定位方便、快捷，应用范围广；其适合作为同类产品中室内三维定位方法的应用，以及同类定位方法的改进。

附图说明

图1是本发明的中心层平面模糊定位示意图。

图2是本发明的模拟分层室内定位算法流程图。

具体实施方式