[发明专利]基于RSS指纹数据库的二次模糊聚类室内定位方法

说明书

技术领域

本发明是模糊识别领域内的一种室内定位方法，具体涉及到基于RSS（Received Signal Strength）数据库的二次模糊聚类室内定位方法。

背景技术

定位技术是现今最重要的信息技术之一，大到关乎国家安全的国防军事，小到平常百姓的日常生活，都需要很多位置信息的辅助。传统的定位技术都是一些大型的定位系统，一般用于室外环境，例如美国的GPS和中国的北斗卫星导航系统。然而对于很多结构复杂的室内环境，这些定位系统信号被墙体等障碍物阻隔，无法对室内提供定位，所以室内定位技术很好的补充了大型室外定位系统的不足。

室内定位技术在商业、公共安全等方面的应用前景非常广阔。在商业应用上，室内定位系统可以用来跟踪定位有特殊需求的人、远离视线监管的小孩，给盲人导航，在医院内定位需要用到的仪器设备，大型仓库中的调度等；在公共安全方面，室内定位系统可以用来跟踪监狱犯人，导航警察、消防员等以完成他们在室内的任务。

现阶段常用的室内定位方法一般分为基于基础设施和无基础设施。基于基础设施的方法有的是在通信节点上安装红外或超声波传感器，例如Active Badge和Cricket系统。但由于传输距离和视距的限制，这种系统使用范围很有限，而且定位精度依赖节点密集度。另外还有的基于基础设施的使用测角度的传感器阵列和高精度的定时器，例如到达角度定位（Angle of Arrival，AOA），到达时间定位（Time of Arrival，TOA）等方法，这类方法的定位系统造价昂贵，而且定位精度往往不理想。无基础设施的方法就是直接使用定位节点通信使用的射频信号强度RSS定位。传统的传统的RSS室内定位方法一般使用距离-损耗模型，在多径传播效应，以及信号衰减规律异常复杂的室内环境下，精度很不稳定。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统的RSS室内定位方法的不足，提出了基于RSS指纹数据库的二次模糊聚类室内定位方法。

本发明的技术方案是：基于RSS指纹数据库的二次模糊聚类室内定位方法，包括如下步骤：

步骤一：设置室内信标节点位置，组成室内定位系统；

步骤二：选择参考点位置，测量参考点接受的RSS向量，建立RSS指纹数据库；

步骤三：第一次聚类，得到与待定位点同类的点；

步骤四：得到与待定位点最相似的一半的参考点，求出全局最近点；

步骤五：第二次聚类，得到与全局最近点同类的点；

步骤六：依照相似度对各点加权，计算待定位点坐标；

本发明的有益效果是：基于RSS指纹数据库的定位方法，可有效避免多径和非视距等对定位精度的影响，并且无需额外设施支持，降低了定位算法复杂度和定位系统成本。

附图说明

图1为本发明的主流程图。

图2为本发明具体实施例中的信标节点和参考点布局图；图中六角星点为信标节点，空心圆点为参考点。

图3为本发明具体实施例中的步骤二处理后的结果；其中实心黑点（2-6编号）为聚类后与待定位节点（1编号）同类的参考点。

图4为本发明具体实施例中的步骤三处理后的结果；其中菱形符点（3,5编号）和叉形符点（4编号）为选出的与待定位点最相似的一半的点，叉形符点（4编号）是这些点的全局最近点。

图5为本发明具体实施例中的步骤四和步骤五处理的结果；其中星形符点（5,6编号）为全局最近点（4编号）的同类点，十字符点（7编号）为本发明计算出的待定位点的位置，方形符点（8编号）为CC2431计算出的待定位点位置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明具体实施方案做进一步的说明。本发明的实验过程采用TI公司的射频芯片CC2431作为节点平台，该款芯片内部自带定位引擎，本发明的实验结果将与该款芯片自定位数据进行比较，但是本领域的普通计算人员应该意识到，此处选择何种具体射频芯片并不意味着本发明的方法只能适用于该芯片，本发明的方法是可以脱离具体型号的芯片而独立存在的。