[发明专利]一种基于CSI高精度人员定位跟踪方法

说明书

本发明提出了一种基于CSI高精度人员定位跟踪方法。首先在定位区域中部署多个无线接入点(Access Point，AP)，计算每个AP的位置坐标和布局图；配置局域网，AP接收数据并提取出信道状态信息(Channel Status Information，CSI)；接着利用天线之间电磁波耦合原理重构角度估计算法MUSIC(Multiple Signal Classification Algorithm，多重信号分类)模型，并利用重构后的MUSIC模型对CSI进行空间谱运算得到信号到达角(Angle of Arrival,AOA)；得到各个AP上的目标信号AOA之后，用卡尔曼滤波和平滑技术对AOA进行滤波和平滑处理。将各个AP上经过处理的目标信号AOA代入到最小二乘算法，结合AP本身的位置坐标，得到定位目标在定位区域中的位置。本发明工程可实现性强，定位精度高，适用于像室内多站、人员运动等多种定位场景。

技术领域

本发明涉及无线定位技术领域，特别涉及一种基于CSI高精度人员定位跟踪方法。

背景技术

随着互联网技术和智慧城市的建设和发展，人们对位置服务的需求逐步提高。用户对定位系统的实时性、准确性以及可靠性提出了愈来愈高的要求。目前，我国北斗定位与导航系统及美国GPS定位系统等全球定位系统已经延伸到生活的各个角落。而人们工作生活的大部分时间都在室内，对室内定位与导航系统的需求变得日益强烈，且对其用户体验、应用场景和安装部署成本都提出了更加苛刻的要求。然而，目前商用的定位与导航技术和系统大多运行于室外环境中，由于定位技术的限制，这些定位系统往往不能较好地应用于室内定位环境中。因此，用较低的定位成本提供高精度的室内定位信息，满足消费者对室内定位日益增长的需求已成为研究热点。室内定位技术在人员定位追踪、资产管理、安防救援和商品零售等领域有着广泛的应用前景。

20世纪末IEEE协会拟定了WLAN国际标准，之后WLAN由于社会生产和生活发展的需要得到了广泛应用，基于WLAN的室内定位系统也在此时应运而生。美国微软研究院于2000年提出了基于WLAN指纹定位的RADAR室内定位系统，这也是全球第一个基于指纹的WLAN室内定位系统，此后WLAN室内定位技术随着WLAN基础设施的广泛部署逐渐成为新兴的研究热点。就目前而言，当前存在的WLAN室内定位系统还有很多问题有待完善，但是该技术以其巨大的市场应用前景成为目前各学术机构的重点研究方向。根据WLAN室内技术的基本原理和方法，其核心思想与室外定位技术类似，因此WLAN室内定位系统中定位观测量主要分为到达时间(Time of Arrival,TOA)或者到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)，到达角度(Angle of Arrival,AOA)，以及信号接收强度 (ReceivedSignal Strength,RSS)等。基于此，经典的WLAN室内定位算法主要可以分为 TOA/TDOA室内定位算法，AOA室内定位算法，以及RSS室内定位算法。