[发明专利]一种WIFI室内定位方法、装置及介质

说明书

本发明公开了一种WIFI室内定位方法、装置及介质，涉及室内定位技术领域。该方法包括：用户端接收具有多路径分量的信道状态信息；根据信道状态信息，构造室内WIFI辅助系统信号模型；根据室内WIFI辅助系统信号模型，将收集到的信道状态信息进行向量化处理；根据传统的压缩感知技术，将向量化处理的结果进行网格化；计算出每条路径下对应的信道状态信息；利用三维几何关系获得用户端位置与室内散射点位置的估计值。通过利用离网格稀疏贝叶斯学习算法，可以在用户端联合估计出每条路径的角度和时间信息，实现精确的信道状态信息估计和用户端定位；在载波数少时也能有较高的定位精度，因此更加符合实际WIFI系统的需求。

技术领域

本申请涉及室内定位技术，更具体地说，涉及一种WIFI室内定位方法、装置及介质。

背景技术

无线定位技术已成为基于定位的服务广泛应用的关键推动因素，旨在相对于某一特定空间/环境中确定已知位置的物体附近参考节点的三维位置。通过获得多维位置信息或位置感知，无线定位在众多行业中得到广泛应用，如面向服务的定位和导航、无人机定位、智能医疗保健和智能机器人。现有的物联网中短期技术成为无线定位常用技术手段，其中WIFI成为以低成本实现三维室内定位的理想候选技术，也是研究最广泛的定位技术之一。

目前，现有WIFI定位技术需要消耗较多的载波频率资源和平衡天线数量。因此，从某种程度上来说，它们占用较多的频率资源，限制了通信与定位的性能。

发明内容

鉴于此，为了解决或改善现有技术中的不足，本申请提出了一种WIFI室内定位方法、装置及介质。

为了实现上述目的，本申请提供了一种WIFI室内定位方法，包括：用户端接收具有多路径分量的信道状态信息；根据所述信道状态信息，构造室内WIFI辅助系统信号模型；根据所述室内WIFI辅助系统信号模型，将收集到的所述信道状态信息进行向量化处理；根据传统的压缩感知技术，将所述向量化处理的结果进行网格化；计算出每条路径下对应的所述信道状态信息；利用三维几何关系获得用户端位置与室内散射点位置的估计值。

优选的，所述用户端接收具有多路径分量的信道状态信息之前，包括：WIFI接入点不断发送具有多载波的信号，经过室内散射点的反射，形成具有多路径分量的信道状态信息。

优选的，所述具有多路径分量的信道状态信息优先考虑单弹跳反射路径的信道状态信息。

优选的，所述室内WIFI辅助系统信号模型用于在第k个子载波上的信道状态信息进行测量，其中k为正整数，则所述室内WIFI辅助系统信号模型写为：

式中：表示维度为N_M×N_B的复数矩阵；表示方差为σ²的复数加性白噪声矩阵；θ_l和分别表示第l条路径上用户端的到达角度(AOA)和WIFI接入点的发射角(AOD)；a_M(θ_l)和分别表示用户端和WIFI接入点的天线阵列转向矢量，均满足形为的表达式，其中ω为角度值，N为天线数，符号(·)^T表示转置；τ_l表示第l条路径的时延；exp(·)表示以e为底的指数函数；θ和v分别表示初始相位和时钟偏移量，f₁表示第一个子载波的频率，Δf表示子载波间隔，β_l表示复数信号衰减系数。

优选的，所述根据传统的压缩感知技术，将所述向量化处理的结果进行网格化之前，包括：将数个所述向量化处理的结果进行堆叠。

优选的，所述计算出每条路径下对应的所述信道状态信息，包括：根据所述网格化的结果，基于基于稀疏信号恢复特性，运用离网格稀疏贝叶斯学习算法估计出每条路径下对应的所述信道状态信息。