[发明专利]一种基于可信位置指纹的室内定位方法

权利要求书

1.一种基于可信位置指纹的室内定位方法，其特征在于，包括离线阶段和在线阶段；

1)离线阶段：采集离线的指纹信息，建立离线指纹库；

所述离线指纹库包括离线RSS观测矩阵、RSS波动矩阵以及采样点距离矩阵，其中，RSS波动矩阵中每个元素的取值为采样点进行多次RSS采样时的RSS标准差；

2)在线阶段：

2.1)在待定位节点位置获取锚节点的RSS信息，同时重新计算采样点的RSS波动矩阵；

2.2)基于更新的RSS波动矩阵，对锚节点的可信度进行投票：当波动矩阵中的元素变化量超过设定的波动阈值时，该元素对应的采样点为对应的锚节点进行波动投票；

2.3)利用锚节点可信度构建锚节点可信权值，进行指纹匹配，选取指纹匹配度较高的采样点的指纹，对待定位节点进行定位，比较当前定位结果与前一次定位结果之间定位误差，当更新次数达到设定的更新次数，或定位误差δ＜T时，其中，T表示位置误差阈值，返回定位误差最小的估计位置，得到精确定位的结果，保存定位误差最小的RSS观测矩阵和波动矩阵，否则，进入2.4)；

2.4)对位于待定位节点上一次定位位置所需锚节点的通信范围中的采样点进行RSS值更新，同时更新待定位区域中样本点的RSS值和RSS波动矩阵，返回2.2)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指纹匹配度是指待定位节点接收到的锚节点的RSS值与离线阶段中网格j处的采样点接收的锚节点的RSS值之间的加权欧几里得距离l_j：

其中，w_i表示第i个锚节点的可信权值，w_i＝1-v_i/num_i，num_i表示第i个锚节点通信范围内的采样点数量，v_i表示采样点对第i个锚节点波动投票总数，L表示锚节点数量，s_i表示待定位节点收到的第i个锚节点的RSS值，表示离线阶段中RSS观测矩阵中第j个网格处中的采样点收到的第i个锚节点的RSS值；锚节点的波动投票数初始值均为0，w_i的初始值为1。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选取指纹匹配度较高的采样点的指纹，对待定位节点进行定位是指，从小到大选取K个对应欧几里得距离li较小的网格坐标(x_i,y_i)，采用K近邻法计算待定位节点的估计位置

其中，K取值为5；以为圆心，以R为半径确定待定位节点的初步定位区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，更新RSS观测矩阵是指，重新测量定位区域中部分采样点的RSS值，再根据采样点距离矩阵中采样点之间的距离，采用线性插值法对以R为半径确定待定位节点的初步定位区域中的采样点及上一次定位所需锚节点的通信范围中的采样点的RSS值进行更新。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述离线阶段的具体过程如下：

1)建立观测矩阵；

对室内区域进行均匀化网格划分，设定区域内网格点的总数为N，锚节点的个数为L，获取锚节点坐标(x,y)；在每个网格上进行q次采样，网格接收锚节点的RSS值，在每个网格点上计算q次采样的RSS的平均值，该平均值即为该网格处采样点的RSS值；每个网格处能感知到的各个锚节点的RSS平均值，即为网格处采样点的值，获取一个初始L×N维的观测矩阵：

其中，表示在第j个网格处的采样点获取第i个锚节点的RSS平均值；表示网格j处的采样点接收到第i个锚节点的第τ个RSS值；如果网格j的位置在第i个锚节点的通信范围r以外，即放置于网格j的采样点不能接收到来自AP_i的消息，令

2)建立波动矩阵；在每个网格上，进行q次采样，搜集网格处的采样点感知到的锚节点的RSS值，在每个网格处计算q次采样的RSS的标准差，构建RSS的波动矩阵B：

其中，表示在第j个网格处获取第i个锚节点的RSS的波动程度；

3)构建网格中采样点之间的距离矩阵D：

其中，位于网格m中的采样点到位于网格n中的采样点之间的距离为d_mn；如果m＝n,d_mn＝0。