[发明专利]基于通用软件无线电外设的室内定位系统、方法和装置

说明书

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，具体涉及室内定位技术领域，尤其基于通用软件无线电外设的室内定位系统、方法和装置。

背景技术

目前较为常用的室内定位系统大多采用基于信号强度的位置指纹定位方法，一般分为两个阶段实现：离线训练阶段和在线定位阶段。离线训练阶段主要目的是建立位置指纹数据库，根据待定位的室内环境设计较为合理的参考点，遍历待定位环境内的所有参考点，将每个参考点接收到的信号强度以及位置信息对应存储在位置指纹数据库中。在线定位阶段的主要目的是将实时采集到的信号强度与该室内环境的位置指纹数据库中的指纹进行匹配，找到匹配度最大的指纹所对应的位置信息作为定位结果。然而，在复杂环境中，信号强度容易发生波动导致定位精度较差。

另外，还有基于UWB(Ultra-Wideband，超宽带)的定位系统虽然精度较高，但是成本也较高。

因此，现有的室内定位方法存在定位精度低或者成本较高的问题。

发明内容

本申请的目的在于提出一种改进的基于通用软件无线电外设的室内定位方法和装置，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种基于通用软件无线电外设的室内定位系统，所述系统包括：发射基站，配置用于发射信号，其中，所述发射基站包括通用软件无线电外设和计算机；接收基站，配置用于接收室内环境中所述发射基站发射的信号，对所述信号预处理后提取多维空间谱指纹特征，计算所述多维空间谱指纹特征与针对所述室内环 境预先训练的匹配指纹库中各个指纹的多维空间谱指纹特征的相似度，从所述匹配指纹库的各个指纹中选择相似度最大的指纹，获取该指纹的位置信息作为所述发射基站的定位信息，其中，所述接收基站包括通用软件无线电外设和计算机。

在一些实施例中，所述接收基站位于所述室内环境中的固定位置。

在一些实施例中，所述发射基站的通用软件无线电外设和所述接收基站的通用软件无线电外设的工作频率相同。

在一些实施例中，当所述接收基站的通用软件无线电外设数量多于一时，所述接收基站的各个通用软件无线电外设在时间上同步，其中一个通用软件无线电外设与所述接收基站的计算机相连接，其他所述接收基站的通用软件无线电外设与该通用软件无线电外设相连接。

在一些实施例中，所述通用软件无线电外设包括一块母版和一块或两块子板。

在一些实施例中，所述发射基站的通用软件无线电外设和所述发射基站的计算机之间通过通用串行总线连接，所述接收基站的通用软件无线电外设和所述接收基站的计算机之间通过通用串行总线连接。

第二方面，本申请提供了一种基于通用软件无线电外设的室内定位方法，所述方法包括：接收室内环境中发射基站发射的信号；对所述信号进行预处理并提取多维空间谱指纹特征；计算所述多维空间谱指纹特征与针对所述室内环境预先训练的匹配指纹库中各个指纹的多维空间谱指纹特征的相似度；从所述匹配指纹库的各个指纹中选择相似度最大的指纹，获取该指纹的位置信息作为所述发射基站的定位信息。

在一些实施例中，所述多维空间谱指纹特征包括以下至少一项：主成分分析处理后的特征、协方差处理后的特征和四阶累积量处理后的特征。

第三方面，本申请提供了一种基于通用软件无线电外设的室内定位装置，所述装置包括：接收单元，配置用于接收室内环境中发射基站发射的信号；提取单元，配置用于对所述信号进行预处理并提取多维空间谱指纹特征；计算单元，配置用于计算所述多维空间谱指纹特 征与针对所述室内环境预先训练的匹配指纹库中各个指纹的多维空间谱指纹特征的相似度；定位单元，配置用于从所述匹配指纹库的各个指纹中选择相似度最大的指纹，获取该指纹的位置信息作为所述发射基站的定位信息。

在一些实施例中，所述多维空间谱指纹特征包括以下至少一项：主成分分析处理后的特征、协方差处理后的特征和四阶累积量处理后的特征。

本申请提供的基于通用软件无线电外设的室内定位系统、方法和装置，通过接收室内环境中基于通用软件无线电外设的发射基站发射的信号，并对该信号进行预处理后提取多维空间谱指纹特征，然后计算上述多维空间谱指纹特征与针对上述室内环境预先训练的匹配指纹库中各个指纹的多维空间谱指纹特征的相似度，最后从上述匹配指纹库的各个指纹中选择相似度最大的指纹，获取该指纹的位置信息作为上述发射基站的定位信息，从而实现了高精度、低成本的室内定位。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：