[发明专利]一种基于元胞自动机的无线室内定位方法

权利要求书

1.一种基于元胞自动机的无线室内定位方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1根据定位精度需求，设定网格大小，将经过网格划分后的室内定位空间映射到元胞空间，使得元胞空间与定位空间具有相同的形状和大小，定位空间中的一个网格对应元胞空间中的一个元胞；

步骤2单个元胞具有多种元胞状态，每个状态均采用一个数值来代表，所述数值是元胞的状态值，状态值的组合决定了元胞状态集；

步骤3设定空白元胞的初始值为0，障碍物的初始值为-1，起始位置的赋值为1；通过给以元胞不同赋值来代表障碍物，且需指定元胞自动机演化的起始元胞，即定位起始点；

步骤4定位空间中设置有定位基站，定位基站与定位终端通过无线网络连接；

步骤5根据元胞邻域内中心元胞和邻居元胞间的空间关系设定权值，权值与中心元胞和邻居元胞间的距离成反比，利用定位测量值的加权求和，在定位方法中加入空间关联约束；

邻居元胞i的权值为元胞邻域内定位测量值加权求和表示为∑RSS_m：

∑RSS_m＝∑(RSS_m,i×w_i)+RSS_m,c,i∈(1,...,8)

步骤6相邻时间测量值差分计算，求得相邻时间步骤5中所得加权求和的变化量，通过差分去掉共模噪声的同时，在定位方法中加入了时间关联约束，与步骤5共同组成时空关联约束；

输出的差分值为对测量值进行求和运算后再进行差值计算，输出的差分值即∑ΔRSS_m，计算公式为：

上式中，t+1表示t+1时刻，t表示t时刻，

步骤7通过设置离散阈值GRss对步骤6中所得数据进行离散化处理，并通过多个基站远近关系变化的逻辑判断获得定位结果，所述离散阈值对应中心元胞与定位基站间远近关系的变化；

步骤8定位目标每移动一次，进行一次元胞自动机演化，即对步骤4～步骤7进行迭代执行，每次迭代的结果输出即为本次定位目标移动后的位置坐标；

其中，

Si是第i个邻居元胞到定位基站m的距离；

S是中心元胞到定位基站m的距离；

RSS_m,i表示邻居元胞i相对于定位基站m的信号强度变化量；

w_i表示邻居元胞i相对于定位基站m的权值；

RSS_m,c表示中心元胞相对于基站m的信号强度变化量。

2.根据权利要求1所述无线室内定位方法，其特征在于，所述步骤7中，采集从t到t+1时刻的中心元胞和邻居元胞相对于4个定位基站的信号强度变化量∑ΔRSS_m(m∈A,B,C,D)，利用离散阈值进行离散化，得到元胞状态参数(ω_A,ω_B,ω_C,ω_D)的组合，根据不同的组合关系判定中心元胞的移动方向，从而实现元胞定位。

3.根据权利要求1所述无线室内定位方法，其特征在于，所述障碍物为固定不可穿越障碍物、固定可穿越障碍物、移动不可穿越障碍物、移动可穿越障碍物之一。