[发明专利]无线信号源的定位方法、装置、设备及介质

说明书

本发明提供了一种无线信号源的定位方法、装置、设备及介质，该方法包括：接收多个无线访问接入点的信道状态信号；针对每一个无线访问接入点的信道状态信号，通过迭代计算，得到初始波达角度；针对每一个无线访问接入点的初始波达角度，确定与初始波达角度对应的候选波达角度；将多个无线访问接入点的候选波达角度输入协同定位优化模型，输出每一个无线访问接入点的目标波达角度；以及根据多个无线访问接入点的位置和每一个无线访问接入点的目标波达角度，确定无线信号源的位置。利用同一信号源的多个无线访问接入点之间的波达角度的耦合性，将多个无线访问接入点的候选波达角度进行协同定位优化，提高了无线信号源定位的精度。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种无线信号源的定位方法、装置、设备及介质。

背景技术

WiFi设备作为一种现代生活不可或缺的设备，在通信、智能感知等领域具有广泛应用。在室外条件下，全球定位系统（GPS）能够借助卫星提供十分精确的定位导航服务。然而在室内环境下，由于受到房屋建筑物的遮挡，以及不同建筑内环境各不相同，GPS系统不再有作用。因此，如何在室内环境下仍提供精确快速的定位服务受到了越来越多学术界、工业界的关注。现有系统主要采用摄像头采集自然图像与视频实现室内环境的智能感知。然而，广泛布置的摄像头在实际应用中容易受到光照条件的影响，并伴有较为严重的隐私问题。与摄像头相比，基于WiFi信号的室内定位服务不受各种条件的影响，对人体隐私的获取程度也较为轻微。因此，基于WiFi信号的室内定位系统吸引了大量研究人员的注意力，成为了近年来的研究热点。

基于WiFi信号的室内定位系统大致可以分为三类：指纹（Fingerprint）、传播时间（Time of Flight,ToF）和波达方向(Angel of Arrival,AoA)。基于Fingerprint的方法需要提前采集大量的数据，在定位阶段将采集的数据与数据库中的数据进行对比实现定位，在实际当中不够通用。由于现有WiFi设备的带宽只有几十MB，ToF分辨率较低，导致基于ToF的定位方法精度较低，尽管跳频能够增加带宽，但是跳频比较耗时且会影响正常的通讯。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种无线信号源的定位方法、装置、设备及介质，以期至少部分地解决上述技术问题。

本发明的一个方面提供了一种无线信号源的定位方法，包括：

接收多个无线访问接入点的信道状态信号；

针对每一个无线访问接入点的信道状态信号，通过迭代计算，得到初始波达角度，其中，初始波达角度是信道状态信号中的信号最大功率对应的波达角度，波达角度表征无线信号源向无线访问接入点传播无线信号的传播方向；

针对每一个无线访问接入点的初始波达角度，确定与初始波达角度对应的候选波达角度，其中，候选波达角度是通过将初始波达角度在预设角度范围内扩增得到的；

将多个无线访问接入点的候选波达角度输入协同定位优化模型，输出每一个无线访问接入点的目标波达角度，其中，协同定位优化模型是根据与信号最大功率参数对应的协方差矩阵和初始波达角度参数构建的；以及

根据多个无线访问接入点的位置和每一个无线访问接入点的目标波达角度，确定无线信号源的位置。

根据本发明的实施例，针对每一个无线访问接入点的信道状态信号，通过迭代计算，得到初始波达角度，包括：

针对每一个无线访问接入点的信道状态信号，构建信号导向矩阵，其中，信号导向矩阵包括多个信号导向矢量，信号导向矢量用于表征无线信号源与无线访问接入点的波达角度和信道状态信号的传播时长；

计算每一个信号导向矢量的信号功率，得到信号功率矩阵；

根据信号导向矩阵和信号功率矩阵，确定信号协方差矩阵；

通过迭代计算信号协方差矩阵和信号功率矩阵直至收敛，得到初始波达角度。