[发明专利]一种基于相位的有效室内定位方法

摘要

本发明属于信号处理领域，涉及一种基于相位的室内定位算法，包括：发射信号选择余弦波形式，调制方式为AM方式，并通过添加副载波的方法消除整周期模糊；利用全相位FFT变换方法，按照下列的准则准确提取发射信号中相应频率下的相位值；在场景中均匀铺设参考标签，逐一求取每个读卡器跟单一参考标签间信号的相位差；对于每个读卡器，寻找与目标标签具有最相近相位差值的最佳参考标签；计算出该最佳参考标签与相应读卡器间的视距路径距离，并将此视距路径距离作为目标标签与该读卡器的视距路径距离；遍历所有读卡器，获得目标标签与所有读卡器的视距路径距离；定位。本发明能够提高室内复杂环境下的移动目标定位精度。

主权项

1.一种基于相位的室内定位算法，包括下列步骤：1)发射信号选择余弦波形式，调制方式为AM方式，并通过添加副载波的方法消除整周期模糊，设副载波频率为f₀，发射相位为，接收相位为，对于超频载波f_c，令发射相位为，接收相位为，调制电平为A，接收端附加噪声为z，带通采样频率为f_s，则散发射信号序列s(n)和接受信号序列r(n)：s(n)＝[cos(2πnf₀/f_s+)+A]·cos(2πnf_c/f_s+)r(n)＝[cos(2πnf₀/f_s+)+A]·cos(2πnf_c/f_s+)+z；2)引入两个副载波数字角频率ω₀=2πf₀/f_s和超频载波数字角频率ω_c=2πf_c/f_s，则散发射信号序列s(n)和接受信号序列r(n)为：3)利用全相位FFT变换方法，按照下列的准则准确提取发射信号中相应频率下的相位值：a)分别计算出调制后信号频率f为f_c-f₀、f_c和f_c+f₀时在采样频率f_s中对应的谱线序号k＝[(f-[f/f_s]×f_s)×N/f_s]，其中，采样数为N，[·]表示取整；b)在相位谱中根据f_c-f₀、f_c和f_c+f₀三个信号频率各自的谱线序号找到三个频率下的相位值，分别为和，简记为和，如果，则；c)和还需满足：α∈(2,3)β∈(1,2)；4)则发射信号经过标签返回后相位差计算公式为5)在场景中均匀铺设参考标签，按照1)到4)的过程逐一求取每个读卡器跟单一参考标签间信号的相位差；6)对于每个读卡器，寻找与目标标签具有最相近相位差值的最佳参考标签，即通过最近邻法选择参考标签；7)计算出该最佳参考标签与相应读卡器间的视距路径距离，并将此视距路径距离作为目标标签与该读卡器的视距路径距离；8)重复步骤6)和7)，直到遍历所有读卡器，获得目标标签与所有读卡器的视距路径距离；9)利用最小二乘的方法可以得到最终的定位结果。