[发明专利]基于射频层析成像的室内人员被动式定位方法

摘要

本发明涉及一种基于射频层析成像的室内人员被动式定位方法，该方法将定位区域划分成N个均匀的像素，在室内区域的外周布置标签及阅读器，设阅读器与标签之间共有M条通信链路，每对阅读器与标签之间的通信链路的阴影衰落记为y，像素上的阴影衰落记为x，y与x具有线性关系，即y＝Wx+n，其中，W为权重矩阵，n为加性高斯白噪声，人员处于定位区域内，会遮挡一部分通信链路，这部分通信链路测量y值相较于未被遮挡的链路会衰落很多，根据以上关系将各通信链路阴影衰落y按权重分配到各像素，重构出各像素的x衰落图像，找到衰落最多的x所处像素的位置即为人员位置。本发明具有抗干扰能力强的优点。

主权项

1.一种基于射频层析成像的室内人员被动式定位方法，该方法将定位区域划分成N个均匀的像素，在室内区域的外周布置UHF RFID标签及阅读器，设阅读器与标签之间共有M条通信链路，每对阅读器与标签之间的通信链路的阴影衰落记为y，像素上的阴影衰落记为x，y与x具有线性关系，即y＝Wx+n，其中，W为权重矩阵，n为加性高斯白噪声，人员处于定位区域内，会遮挡一部分通信链路，这部分通信链路测量y值相较于未被遮挡的链路会衰落很多，根据以上关系将各通信链路阴影衰落y按权重分配到各像素，重构出各像素的x衰落图像，找到阴影衰落最多的x所处像素的位置即为人员位置，步骤如下：1)选定矩形区域作为定位区域，在定位区域四周均匀部署多个UHF RFID标签，在矩形的各条边的中心位置各放置一个阅读器；2)针对UHF RFID特有的反向散射的特点，采用椭圆权重模型，考虑前向链路与后向链路的阴影衰落，分别计算前向链路与后向链路的权重，处于阅读器和标签为焦点的椭圆范围内的像素，权值设为椭圆内焦距的开方倒数，在椭圆外的像素，其权值设为0，并利用可调参数调节椭圆权重范围；设第m条通信链路在第n个像素上的前向链路和后向链路的权重分别为wm,n,forward、wm,n,backward；建立权重矩阵W，W的第m,n元素wm,n＝wm,n,forward+wm,n,backward；3)测量得到每条通信链路的阴影衰落y值，利用最小二乘和Tikhonov正则化得到各像素处的x值，并对x进行图像重建：x＝(WTW+αQ)-1WTy，式中，α为Tikhonov参数，Q为Tikhonov矩阵；4)使UHF频段的RFID设备在902MHz到928MHz频段上进行跳频通信，在不同频点上分别进行图像重建，重复步骤3)；5)分析每个频点处得到的图像重构结果，判断其定位结果的可信度，并划分不同等级βf；6)根据5)中得到的可信度等级，各频点上获取的x定义为xf，对各xf进行加权平均，可以得到最终的重构图像公式为：重构图像中阴影衰落最多的所处像素位置即为待定位人员所处的位置。