[发明专利]一种基于基站空间布局优化的室内定位方法及系统

说明书

本发明公开一种基于基站空间布局优化的室内定位方法及系统，所述方法包括：对室内空间进行网格划分，在网格范围内随机生成一组基站部署组合；以随机生成的一组基站部署组合为初始值，以定位误差最小为优化目标，采用改进的JAYA优化算法进行基站部署组合优化，得到最优的基站部署组合；通过最优的基站部署组合进行室内定位。本发明在JAYA优化算法中引入莱维飞行策略以进行基站部署组合优化，通过最优的基站部署组合进行室内定位，可在保证室内定位精度的条件下合理部署基站分布位置。

技术领域

本发明属于室内定位技术领域，具体涉及一种基于基站空间布局优化的室内定位方法及系统。

背景技术

目前已有的室内定位技术包括红外定位技术、超声波定位技术、LED定位技术、蓝牙定位技术、Wi-Fi定位技术、zigbee定位技术、磁场定位技术、计算机视觉定位技术等。大部分室内定位技术都要先在室内部署信号基站来发射接收信号实现目标位置估算。现阶段信号基站部署大多依赖经验，缺乏精细化的基站部署管控方案。若基站部署不合理则可能出现信号覆盖不全面、定位误差大的问题，若基站部署过于密集，虽然能在一定程度上提高定位精度，但也会造成成本高昂，不易推广使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种基于基站空间布局优化的室内定位方法及系统，用于解决室内信号源空间部署不合理的问题。

本发明第一方面，公开一种基于基站空间布局优化的室内定位方法，所述方法包括：

对室内空间进行网格划分，在网格范围内随机生成一组基站部署组合；

以随机生成的一组基站部署组合为初始值，以定位误差最小为优化目标，采用改进的JAYA优化算法进行基站部署组合优化，得到最优的基站部署组合；

通过最优的基站部署组合进行室内定位。

优选的，所述在网格范围内随机生成一组基站部署组合具体为：

根据室内平面的面积大小预先估算基站个数范围区间，在所述基站个数范围区间内随机生成基站部署组合中的基站个数；

根据基站个数随机生成基站部署组合，所述基站部署组合中的各个基站分布在不同网格中，用网格中心位置表示基基站部署组合站坐标。

优选的，所述以随机生成的一组基站部署组合为初始值，以定位误差最小为优化目标，采用改进的JAYA优化算法进行基站部署组合优化，得到最优的基站部署组合具体为：

设置JAYA优化算法的种群规模、迭代次数，随机生成的一组基站部署组合为初始基站部署组合；

设置适应度函数，根据适应度函数计算初始基站部署组合的定位误差；

进行基站部署组合的位置更新；

重新计算位置更新后的基站部署组合的定位误差并升序排序，记录定位误差最小的个体位置；

判断是否达到结束条件，若是，结束迭代，否则重新进行基站部署组合的位置更新和定位误差计算，迭代运算直到达到结束条件，输出最优个体位置作为最优的基站部署组合。

优选的，所述适应度函数根据待测点接收的基站部署组合中不同基站的信号强度与预先建立的指纹库中数据进行比对来计算定位误差。

优选的，进行基站部署组合的位置更新时，一部分个体按照JAYA优化算法的策略进行位置更新，另一部分个体通过引入莱维飞行策略进行位置更新。

优选的，所述方法还包括：

每完成一次基站部署组合优化后，重新在所述基站个数范围区间内随机生成基站部署组合中的基站个数，并根据基站个数随机生成基站部署组合；

重新进行基站部署组合优化，直到达到设定的优化次数，得到多组优化后的基站部署组合；