[发明专利]一种基于距离测量和位置指纹的室内定位方法

说明书

本发明公开了一种基于距离测量和位置指纹的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：在室内的感兴趣区域中部署多个参考点，根据不同参考点的位置构建矩形网格，在矩形网格中构建以WiFi收发器为焦点，长轴为d_k(t)的椭圆，根据构建的椭圆对矩形网格中的所有参考点进行过滤，即保留落入椭圆覆盖范围内的参考点，以得到过滤后的参考点集合，根据离线位置指纹地图并使用K近邻算法对过滤后的参考点集合进行指纹匹配，以得到匹配结果；本发明通过在进行指纹匹配之前，利用粗定位过滤掉离线指纹库中与目标当前位置不相关的指纹，避免不相干指纹的干扰，从而解决现有被动式指纹室内定位中，由于不相干指纹对指纹匹配造成干扰所导致的定位误差较大的技术问题。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更具体地，涉及一种基于距离测量和位置指纹的室内定位方法。

背景技术

随着WiFi网络的迅速普及，基于WiFi的室内定位技术由于成本低、易于实现而受到了广泛关注，其中基于WiFi的被动式指纹室内定位由于不需要待定位目标携带任何设备且具有良好的非侵入性，而逐渐成为室内定位技术研究的热点。

被动式指纹室内定位一般包括离线阶段和在线阶段两部分，其中离线阶段采集相应的信号，构建离线指纹库；在线阶段直接把在线实测指纹与离线指纹库中的所有指纹进行指纹匹配，从而估计目标位置。

然而，该定位方法存在的一个不可忽略的问题在于，在在线阶段，由于离线指纹库中存在着与目标当前位置相隔较远的参考点的指纹，这些不相干指纹可能会对指纹匹配造成干扰，从而导致定位误差较大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于距离测量和位置指纹的室内定位方法，其目的在于，通过在进行指纹匹配之前，利用粗定位过滤掉离线指纹库中与目标当前位置不相关的指纹，避免不相干指纹的干扰，从而解决现有被动式指纹室内定位中，由于不相干指纹对指纹匹配造成干扰所导致的定位误差较大的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于距离测量和位置指纹的室内定位方法，包括以下步骤：

(1)在室内的感兴趣区域中部署多个参考点，根据不同参考点的位置构建矩形网格；

(2)在矩形网格中构建以WiFi收发器为焦点，长轴为d_k(t)的椭圆，其中d_k(0)表示待定位目标的初始位置(x₀,y₀)到WiFi收发器的距离，v_k(t)表示待定位目标的移动速度，t表示时间；

(3)根据步骤(2)构建的椭圆对矩形网格中的所有参考点进行过滤，即保留落入椭圆覆盖范围内的参考点，以得到过滤后的参考点集合；

(4)根据离线位置指纹地图并使用K近邻算法对过滤后的参考点集合进行指纹匹配，以得到匹配结果。

优选地，步骤(4)包括以下子步骤：

(4-1)计算待定位点与步骤(3)中过滤后的参考点集合中各个参考点之间的欧式距离，其定义为：

其中F_i和F_j分别表示待定位点的指纹对象、以及参考点集合中参考点的指纹对象，且有F_i＝{x_i,y_i,W_1i,W_2i,...,W_mi}，F_j＝{x_j,y_j,W_1j,W_2j,...,W_mj}，其中x和y表示待定位点/参考点的坐标，W表示主成分信号。