[发明专利]一种优化的室内定位方法

说明书

本发明一种优化的室内定位方法，包含质心定位算法模块、最优信标节点选取模块、待定位区域划分模块模块、连续定位模块。本方法首先利用狄克勋异常检测方法选择周边最优的信标节点，利用高斯滤波方法对信标进行滤波处理；然后利用质心定位法确定目标节点的初步所处区域，对该初步目标位置区域进行划分，缩小目标节点所处区域，确定目标节点离散定位阶段的最终位置；最后基于该最终位置利用粒子滤波算法估计目标节点的下一时刻所处的位置。

技术领域

本发明属于无线通信和嵌入式系统技术领域，具体涉及一种基于低功耗蓝牙的离散定位与连续定位相结合的定位优化方法。

背景技术

近年来，随着物联网关键技术的成熟以及智能导航技术的发展，使得基于位置的服务得到了广泛关注。特别是在大型商场、博物馆、地下停车场等室内场所，用户常常需要知道自身的位置信息。用户广泛的需求极大地促进了无线传感器网络定位技术的发展。而室内定位技术则是无线传感器网络定位技术的一个重要组成部分和典型应用形式之一。

室内环境比较复杂，目前最成熟且最常用的GPS定位技术由于易受到建筑墙壁等障碍物的遮挡无法在室内进行高精度的定位操作。与此同时现有的室内定位算法中还存在很多不足，造成了基于蓝牙RSSI的室内测距定位精度不是很高。

目前常用的质心定位算法和三边定位算法，定位精度较差，实时性不高，而且不能对移动目标进行连续跟踪定位，但实际情况下目标都不是静止不动的，对移动的目标进行质心和三边离散定位势必造成定位精度不高误差不稳定等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用离散定位与连续定位相结合的办法，与此同时对离散定位和连续定位的定位过程进行了优化。本方法首先利用狄克勋异常检测方法选择周边最优的信标节点，利用高斯滤波方法对信标进行滤波处理；然后利用质心定位法确定目标节点的初步所处区域，对该初步目标位置区域进行划分，缩小目标节点所处区域，确定目标节点离散定位阶段的最终位置；最后基于该最终位置利用粒子滤波算法估计目标节点的下一时刻所处的位置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种离散定位与连续定位相融合的办法，包含优化的离散定位模块和优化的连续定位模块。优化的离散模块负责定位目标节点的初步位置，连续模块负责对目标节点下一时刻的位置进行实时预测。

优化的离散定位模块主要包括三个子模块：信标节点信号过滤模块，最优信标节点选取模块和待定位区域划分模块。

优化的连续定位模块主要包括四个子模块：目标位置初始化模块，粒子状态转移模块，粒子评价方法模块和目标下个时刻位置预测模块。

所述信标节点信号过滤模块用以接收各低功耗蓝牙设备的信号强度，对各低功耗蓝牙设备的信号强度进行分析，找出各个信标节点的信号强度都受哪些外界环境因素的影响，最后利用高斯滤波模型进行过滤处理，消除干扰因素；

所述最优信标节点选取模块，使用狄克勋异常检测方法检测各个信标节点的稳定性，对稳定性较差的信标节点进行剔除，消除不稳定的信标节点对定位进度所造成的影响，然后再结合各个信标节点与目标节点之间的距离因素选取最优信标节点，利用最优的信标节点参与定位过程；

所述待定位区域划分模块，使用质心定位法和三边定位算法计算出目标节点的所处的大致区域，然后对目标节点所处区域进行划分，判断目标节点处于各个划分后区域内的概率，最后对概率进行概率求和，进一步缩小待定位区域。

所述目标位置初始化模块利用优化的离散定位模块定位出的位置，然后在该初始位置附近进行高斯采样，在离该初始位置附近进行大量的粒子采样，在离该初始位置较远的区域内进行少量的粒子采样，最终完成目标节点连续定位阶段初始化过程。