[发明专利]一种基于三维波束的室内定位方法

说明书

一种基于环境反向散射的室内定位方法，包括以下步骤：第一步，射频源RFs发射信号：标签包括四个以上的任意三个均不处于同一平面的空间位置的标签；第二步，标签的环境反向散射：标签分别接收射频源信号RFs并通过反向散射方式传输给移动终端Q；第三步，移动终端Q对接收到的标签信号进行检测及定位：取其中信号强度RSSI值最大的四个标签，记为T_a’、T_b’、T_c’和T_d’；第四步，四个坐标可确定唯一的三棱锥，通过该三棱锥确定出唯一的移动终端Q的位置坐标(x,y,z)。本发明提高了目标的有用信号接收功率，增大覆盖空间，具有较好的抗多径效果，节省标签的布置数量，降低定位装置成本。

技术领域

本发明涉及空间定位技术领域，具体涉及一种基于三维波束的室内定位方法。

背景技术

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、超市、图书馆、地下停车场等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。当前的大多数定位算法只是针对无线二维网络展开研究的，然而在实际应用中无线网络节点也会经常处于三维环境中，这些场合下需要提供节点的三维位置信息，研究人员提出了许多基于射频识别的室内定位解决方案。

1)利用无源标签与读卡器相结合，实时读取标签位置，如申请号201210528602.5的专利。该方法采用无源标签，无源标签具有体积小、稳定性高、价格便宜的优点，但其有效作用范围一般小于2米，这就为现场天线的布局增加了难度，为有效增加标签的读取范围，就需提高接收灵敏度，增大天线发射功率，以及增加发射接收的方向性，因而，提高了成本而且降低了它的安装和使用的灵活性。

2)利用参考信标实现定位,如申请号为201310323316.X的专利。这种方法在实施时存在很大的局限性,专利中利用RFID阅读器作为待定位点，RFID阅读器就目前技术而言如果需要满足远距离传输，体积就会相应的增大，这种大体积的设备如果用于绑定在人或小型工具上那是不适用的。

3)利用波束扫描实现定位，如申请号为201710697495.1的专利。该专利采用多天线标签，结合波束扫描，实现室内定位。但二维波束中垂直方向的天线下倾角是固定的，只是利用水平方向的空域资源，能量的汇聚度不够高，从而限制了覆盖范围。

综上所述方法均不适用于环境复杂、定位精准、实时性要求高的室内定位。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于三维波束的无线室内定位方法，利用多天线标签的三维波束扫描并结合环境反向散射技术，实现室内实时空间定位。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于环境反向散射的室内定位方法，包括以下步骤：

第一步，射频源RFs发射信号：该信号频段在标签检测频带内；

所述的信号为室内的WIFI信号，或为室外基站或其它设备在特定频段内的信号。

所述的射频源并不限定为一个，或有多个射频源。

第二步，标签的环境反向散射：标签T_a,T_b,T_c,T_d端分别接收射频源信号RFs并通过反向散射方式传输给移动终端Q，标签T_a,T_b,T_c,T_d发送的信息包括标签的id和位置信息，标签是自身不带有电源的通信设备；