[发明专利]基于信号波动情况的目标定位方法

说明书

一种基于信号波动情况的目标定位方法。其包括在待检测空间内呈网格状均匀布置多个信号接收器，将信号发射器分散部署在待检测空间内；获得各固定节点处实际信号值；当待定位信号接收器附着于待定位目标而进入到待检测空间后，获得此种情况下所有固定节点处信号接收器所反射出的信号值；确定出待定位信号接收器所在网格的标号；估计出待定位信号接收器位置等步骤。本发明对固定节点的布局进行设定，将固定节点部署于均匀网格的交点，且设定固定节点的间隔距离为特定值，以提高邻近固定节点选择的准确性。由于固定节点处与待定位节点均位于同样的传播环境，因此本方法对动态环境因素具有很好的鲁棒性。

技术领域

本发明属于室内无线定位技术领域，特别是涉及一种基于信号波动情况的目标定位方法。

背景技术

随着物联网技术的不断进步，基于位置的服务的越来越引起人们的兴趣，因此高精度的位置信息估计成为目前研究的重点及难点问题。目前常见的无线定位技术包括GPS，蓝牙，超声波，超宽带，Wi-Fi，计算机视觉，超高频射频识别(UHF RFID)等技术。其中对于室内环境下的定位技术，尤其是需要定位大量物品，人员等应用环境，无源UHF RFID凭借其非接触、造价低、易铺设、低功耗等优势，成为了近来年室内定位研究的热点。

目前无源UHF RFID定位技术中比较经典的定位方法就是引入固定节点，在固定节点处部署位置信息已知的参考标签，通过比较参考标签与待定标签之间无线信号信息的近似度来选择邻近参考标签，并利用邻近参考标签估计待定位目标的位置信息。固定节点位于均匀网格中的交点处，为提高定位精度传统方法在预算条件允许的前提下会尽量增加固定节点部署的密度。但由于固定节点之间会产生互耦影响，密度过高时反而会降低邻近标签选择的准确性，进而导致定位精度下降，因此单纯通过增加固定节点的部署密度来提高定位精度是存在局限性的。已有研究表明，标签天线的互耦效应对标签反向散射信号的影响与标签之间的间隔距离存在一定关系，并且呈现一定周期规律性。根据这一结论，可在参考标签的部署间隔距离方面展开探索，对间隔距离设定具体要求，从而提高邻近参考标签的选择准确性，最终降低定位误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于信号波动情况的目标定位方法。

为了达到上述目的，本发明提供的基于信号波动情况的目标定位方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)在待检测空间内呈网格状均匀布置多个作为固定节点的信号接收器，给每个网格设定一个标号，并将信号发射器分散部署在待检测空间内；

2)利用信号发射器发射信号并接收各固定节点所反射出的信号，获得各固定节点所反射出的实际信号值；

3)当待定位信号接收器t附着于待定位目标而进入到待检测空间后，获得此种情况下所有固定节点所反射出的信号值，并利用该信号值与上述实际信号值的差值获得初步邻近固定节点及各固定节点处信号值的变化量的欧式距离；

4)利用上述初步邻近固定节点确定出待定位信号接收器t所在网格的标号q；

5)根据上述待定位信号接收器t所在网格的标号q，获得其四个最终邻近固定节点以及信号值的变化量的欧式距离，由此确定出这四个最终邻近固定节点的权重，最终估计出待定位信号接收器t的位置。

在步骤1)中，所述的在待检测空间内呈网格状均匀布置多个作为固定节点的信号接收器，给每个网格设定一个标号，并将信号发射器分散部署在待检测空间内的方法是：当确定好待检测空间内需布置的num个信号发射器和n个信号接收器后，计算信号发射器发射出的信号波长λ，然后根据信号波长λ将固定节点的间隔距离设定为λ/2+8*p，其中p为非负整数，二分之一波长选取一个整数，之后按上述间隔距离将n个信号接收器作为固定节点均匀布置在待检测空间内，由此将待检测空间均匀分成多个网格，固定节点处于网格交点，并给每个网格设定一个标号，将num个信号发射器分散部署在待检测空间内。