[发明专利]一种基于元胞自动机的无线室内定位方法

摘要

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。

主权项

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 单个元胞通常具有多种元胞状态，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，元胞邻居的类型和元胞状态集的设定直接关系到室内定位演化规则的设计；步骤3 根据定位空间中的建筑结构和障碍物实际分布情况给出元胞空间中所有元胞的初始状态值，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，将无线通信过程中获得的无线信号强度或信号传播时间作为定位测量值，并且以队列的方式存储于定位终端的内存中；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之和表示为∑RSS_m：∑RSSm＝∑(RSSm,i×wi)+RSSm,c,i∈(1,...,8)步骤6 相邻时间测量值差分计算，求得相邻时刻间步骤5中所得加权和的变化量，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，降低定位误差，与步骤5共同组成时空关联约束；步骤5中的t时刻所得到的定位测量值加权求和为t+1时刻所得到的定位测量值加权求和为输出的差分值为相对同一定位设备的对应位置元胞的定位测量值之差，计算公式为：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，离散阈值对应中心元胞与定位基站间远近关系的变化，通过若干个基站远近关系变化的逻辑判断获得定位结果；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ΔRSSm(m∈A,B,C,D)，利用离散阈值进行离散化，得到(ωA,ωB,ωC,ωD)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；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。