[发明专利]一种基于元胞自动机的无线室内定位方法

说明书

本发明涉及一种基于元胞自动机的无线室内定位方法，具体包括以下步骤：步骤1为对室内定位空间进行网格划分，将室内定位空间映射到元胞空间；步骤2为设置元胞邻居类型、元胞状态集和状态值等相关参数；步骤3为设置元胞自动机演化的起始位置等初始条件；步骤4为将测量值以队列的方式存储于定位终端的内存中；步骤5为对元胞邻域内所有元胞处的定位测量值进行加权求和；步骤6位对步骤5所得结果在时间维度上进行差分计算，得到元胞邻域内定位测量值加权和的变化量；步骤7为根据定位需求选定离散阈值，将步骤6所得变化量离散后的结果进行逻辑判断；步骤8为根据定位目标的运动情况，迭代运行步骤4～步骤7，获得移动目标的位置。

技术领域

本发明涉及定位方法技术领域，具体涉及一种基于元胞自动机的无线室内定位方法。

背景技术

现代社会人类活动80％以上的时间都处在室内环境中，随着无线通信技术迅猛发展和智能手机、可穿戴设备等智能移动终端的普及，室内位置服务几乎成了每个人的日常需求，室内定位已成为当前信息产业发展的重要组成部分，并逐步深入到国民经济和社会发展的方方面面，在应急救援、公共安全、军事和医疗等方面具有重要意义。室内定位市场前景广阔，仅我国需求规模达千亿元以上。开展高可用性高精度室内定位关键技术的研究已纳入国家中长期科技发展规划纲要。因此定位方法成为关注和研究的焦点，其中室内定位方法作为定位系统的核心尤为重要，极大的影响着室内定位的应用效果和推广。

现有技术的实现原理介绍如下：

(1)几何定位方法:是通过采集无线定位测量值，再根据无线信号空间传播规律计算出距离，再利用几何关系计算出未知节点的所在坐标。其中常用的几何关系包括，三角形法则和双曲线法则。

(2)指纹定位方法，其通常采用RSS作为无线定位测量值，定位原理的主要思想来源于模式识别理论，是利用定位测量值与位置坐标间的一一对应关系，通过在线采集到的无线定位测量值与先验知识库中已知位置的定位测量值进行匹配来最终实现位置计算。指纹定位法的应用过程通常分为两个阶段，即指纹数据离线采样阶段和指纹库在线匹配定位阶段。

例如，申请号为201710961571.5的中国发明专利申请，公开了一种室内定位系统及方法，所述系统包括具有图像采集单元和数据处理单元的定位装置以及移动机器人，移动机器人在室内的地板上移动时，移动机器人设有的发射器朝向室内的天花板发射光束，形成大小和/或形状不同的第一光斑和第二光斑；斜向上设于室内的墙壁上的图像采集单元采集天花板的轮廓图像以及第一光斑和第二光斑的图像；数据处理单元根据天花板的轮廓图像以及第一光斑和第二光斑的图像，确定移动机器人在室内的地板上的位姿，实现在监测移动机器人在室内的地板上的位姿时，大大减轻发射器发射的光束经天花板至图像采集单元的光路被室内的家具、电器等物体遮挡的影响，有利于提高移动机器人定位的准确度。

上述现有技术的缺陷是：几何定位方法只考虑无线定位测量值与距离间的关系，而没有考虑无线信号受环境因素影响和设备老化所产生的波动，所以定位误差无法得到有效抑制。指纹定位方法只考虑了多个定位基站对某坐标点刻画的唯一性，而忽视了多个定位基站相对于同一坐标的空间关联性；只考虑了定位目标与采样点间的匹配关系而忽略了人和金属等障碍物引起的无线信号强时变性，导致定位精度低。

目前国内尚无采用元胞自动机用于室内定位方法。

发明内容

针对现有技术的的缺陷和空白，本发明提供了一种基于元胞自动机的无线室内定位方法。

本发明的技术方案是：一种基于元胞自动机的无线室内定位方法，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；