[发明专利]一种基于反馈机制的动态指纹库室内定位方法

摘要

本发明公开了一种基于反馈机制的动态指纹库室内定位方法，该方法对传统的指纹库定位方法采用指纹库动态更新机制，通过在离线阶段加入网格之间的距离矩阵，在线阶段定义“更新点”和“非更新点”以及截至区域，通过空间相关性，利用线性插值法计算“非更新点”的RSS值，从而使得该位置的RSS值也得以更新，实现了“更新点”到“非更新点”RSS值的反馈，然后进行定位，把定位效果最好的RSS值保存至离线数据库，在有效调整指纹库的同时也减少了更新的代价和复杂度；不仅保持了指纹库的实时性，也为下一次定位打下了良好的基础。

主权项

一种基于反馈机制的动态指纹库室内定位方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：对室内区域进行均匀化网格划分，获取锚节点坐标(x,y)，将已有的离线RSS值赋值到每个网格中的节点的RSS信息，构建初始RSS数据库Ψ；其中，表示放置于网格j的节点接收到锚节点i的平均RSS，q为网格中的节点j接收到锚节点i的RSS样本总数；是第j个网格接收到锚节点i的第τ条RSS值；L表示锚节点个数，N表示网格总数；如果位于网格j的节点在锚节点i的通信范围r以外，即放置于网格j的节点不能接收到来自锚节点i的消息，令步骤2：构建网格中节点之间的距离矩阵D；$D=\left[\begin{array}{ccccc}{d}_{11}& d_{12}& .& .& d_{1N}\\ d_{21}& d_{22}& .& .& d_{2N}\\ .& .& .& & .\\ .& .& & .& .\\ d_{N1}& d_{N2}& .& .& d_{NN}\end{array}\right]$其中，位于网格m中的节点到位于网格n中的节点之间的距离为d_mn；如果m＝n,d_mn＝0；步骤3：构建待验证节点的测量矩阵Φ，Φ＝[s₁,s₂,…,s_L]，并计算待验证节点的每个锚节点的RSS值与初始数据库中Ψ所有已知位置的节点RSS值之间的距离l_i；其中，s_j表示待验证节点收到第j个锚节点的最新RSS值；p取值为1或2；步骤4：按从小到大选取K个步骤3获得的距离l_i，利用选取的距离l_i对应的节点i所在的网格坐标(x_i,y_i)，采用K近邻法计算待验证节点的估计位置$\left(\hat{x},\hat{y}\right)=\frac{1}{K}\underset{i=1}{\overset{K}{\&Sigma;}}(x_i,y_i)$其中，K取1‑11之间的整数；步骤5：更新RSS数据库；5.1：在室内区域中以步骤4获得的待验证节点的估计位置为圆心，半径为R，绘制圆，将圆形内的区域作为截止区域；5.2：将截止区域中的已知网格坐标中的节点作为非更新点，截止区域以外的已知网格坐标中的节点作为更新点；5.3：以非更新点所在位置作为圆心，半径为R，绘制圆，从得到的圆形区域中任意选取三个更新点；5.4：对从RSS数据库中提取步骤5.3所选的更新点的RSS值，采用线性插值法，计算获得步骤5.3中所述非更新点的RSS更新值，更新RSS数据；步骤6：利用更新后的RSS数据库，返回步骤3，重新计算待验证节点的估计位置，计算本次得到的估计位置与待验证节点位置之间的位置误差对值δ，若δ<T，则进入步骤7，否则，判断RSS数据库的更新次数g是否大于设定的最大更新次数G，若大于，则进入步骤7，否则，返回步骤1，任意选择RSS数据库中的Θ个节点，实时测量其最新RSS值，更新初始RSS数据库；Θ的取值为网格总数N的十分之一到八分之一；其中，G取整数，取值范围是[1，5]；T为位置误差阈值，取值为0.3‑0.6m；步骤7：以获得位置误差绝对值最小时对应的RSS数据库作为在线实时定位RSS数据库；步骤8：利用在线实时定位RSS数据库，将待定位节点作为待验证节点，返回步骤4，经步骤4获得待定位节点的估计位置。