[发明专利]一种利用WiFi信号的室内标签定位方法

说明书

本发明涉及一种利用WiFi信号的室内标签定位方法，包括：从WiFi定位标签的后向散射信号中提取调制代码；对通道状态信息进行修改并创建测量矩阵；设计超分辨率算法分离WiFi定位标签反射信号与多径信号；利用三角定位法计算WiFi定位标签相对于移动设备的位置指标。本发明的有益效果是：本发明充分利用定位场景下丰富的智能手机感知和计算资源,不依赖额外的基础设施和技术维护人员,使定位系统在满足标签定位精度的同时提高可靠性、可用性和降低成本。

技术领域

本发明涉及无线信号定位技术领域，更确切地说，它涉及一种利用WiFi信号的室内标签定位方法。

背景技术

室内标签定位对于智能家居、零售店或仓库中的许多智能应用至关重要，例如人们通常希望在很多环境(如家庭、酒店或餐厅)中轻松找出诸如钥匙、钱包、工具甚至玩具等个人物品。主流基于RFID的标签定位需要较为密集部署有源或者无源的定位标签，且需要专业的RFID扫描枪才能进行定位。虽然基于基于蓝牙的标签定位解决方案(例如UWB标签等)无需额外部署基础设施，且可以在最近的移动设备运行定位查询，但这类标签由于较为耗电使用寿命很难超过一年。此外，目前室内标签定位场景下的应用,对定位的需求已经不仅仅满足于精度,对可靠性、可用性及成本等方面也有较高的要求。但室内场景的普遍复杂化、定位设施的广泛缺乏及定位需求的多样化,导致传统的室内定位技术难以满足要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种利用WiFi信号的室内标签定位方法，包括：

S1、移动定位设备从WiFi定位标签的后向散射信号中提取所述WiFi定位标签的调制代码；

S2、移动定位设备对接收到的所有数据包的通道状态信息进行修改并创建测量矩阵；

S3、设计超分辨率算法分离WiFi定位标签反射信号与多径信号；

S4、利用三角定位法计算WiFi定位标签相对于移动设备的位置指标。

作为优选，S2包括：

S201、根据偏移相位响应对每个数据包的通道状态信息进行修改；

S202、集合S201修改后的所有数据包通道状态信息创建测量矩阵。

作为优选，S3包括：

S301、对所有WiFi定位标签信号传播路径计算其正交投影；

S302、估计WiFi定位标签信号的空间谱，选出移动设备和WiFi接入点之间的视距传播路径和WiFi定位标签的反射传播路径。

作为优选，S1中，所述WiFi定位标签具有对应的调制代码，所述调制代码由0和1序列组成，所述调制代码表示何时切换产生反向散射信号的阻抗；所述WiFi定位标签使用所述调制代码和固定周期定期切换内部阻抗。

作为优选，S1中，所述移动定位设备在提取所述调制代码之前，依据与所述WiFi定位标签的反射路径对应的转向向量计算所述WiFi定位标签的转向向量与序列中每个数据包的通道状态信息的相关性Corr_p：

其中，是第p个数据包的通道状态信息，θ_b表示反射路径到达角度，表示反射路径离开角度；如果Corr_p大于阈值Tres_c，则调制模式的代码位被确定为1，否则为0；所述阈值Tres_c等于μ+σ，其中μ和σ分别是所有数据包的平均值和标准差。

作为优选，S201中，对于每个接收数据包的通道状态信息，通过去除所有天线的子载波上未展开的相移的线性拟合来消除偏移量；ψ(n,m,k)是从第n个发射天线传输在第m个接收天线接收到的数据包的第k个子载波处的通道状态信息相位，计算最优的线性拟合为：