室内定位方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种室内定位方法、设备及存储介质，根据移动节点与各基站之间的信号强度与各基站之间位置关系，从基站中确定若干个参考基站；根据参考基站的位置，对移动节点进行轮换TDOA定位，并获得若干个移动节点的初始位置估计值；根据初始位置估计值，确定初始位置估计值对应的最大偏差值在存储空间的位置；其中，存储空间为初始位置估计值对应的位置存储矩阵；根据移动节点与参考基站之间的信号强度、最大偏差值在存储空间的位置，计算各初始位置估计值对应的修正系数；根据初始位置估计值及其修正系数，计算移动节点的最终位置。通过上述方法能够有效消除了TDOA定位算法中存在的定位模糊，提高定位精度。

Indoor positioning method, equipment and storage medium

The invention discloses an indoor positioning method, equipment and storage medium, which determines several reference base stations from the base station according to the relationship between the signal intensity between the mobile node and the base stations and the location of each base station; rotates the TDOA positioning of the mobile node according to the location of the reference base station, and obtains the initial position estimation values of several mobile nodes; The location of the maximum deviation corresponding to the initial position estimation is determined in the storage space, where the storage space is the location storage matrix corresponding to the initial position estimation; the correction coefficients corresponding to the initial position estimation are calculated according to the signal strength and the position of the maximum deviation between the mobile node and the reference base station in the storage space; and the initial position estimation and its correction are based on the initial position estimation and its correction. Coefficient, calculating the final location of mobile nodes. Through the above method, the location ambiguity in TDOA location algorithm can be effectively eliminated and the positioning accuracy can be improved.

【技术实现步骤摘要】
室内定位方法、设备及存储介质
本专利技术涉及无线传感网络定位领域，尤其涉及一种室内定位方法、设备及存储介质。
技术介绍
无线传感网络是由部署在监测区域内的大量微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一种多跳自组织网络系统。它通过感知、采集和处理网络疯爱区域中感知对象的信息(例如光、声、热、电、力学、化学、位置等各种信息)，与互联网结合形成一巨大网络，在环境监测、空间探索、智能家居、工业控制等领域具有广泛的应用前景。而定位技术是无线传感网络重要的支撑技术，按照定位时是否进行距离测量，可将无线定位技术分为基于测距和基于非测距。其中，典型的基于测距算法的有基于时间到达差(TimeDifferenceofArrival,TDOA)算法，例如基于高度辅助修正的室内定位的TDOA定位方法(申请号为：201710758381.3)公开了在室内立体环境下，设定包括主基站在内有M个基站，得到目标节点无线信号到达各个基站的时间，输入目标节点的经验高度或者利用辅助传感器得到的测量高度并读取基站与目标节点最后根据定位基站的位置，以及目标节点的到达时差，来解算目标节点的位置。但是现有的TDOA定位算法存在定位模糊、定位精度较低。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种室内定位方法、设备及存储介质，其能够有效消除了TDOA定位算法中存在的定位模糊，提高定位精度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种室内定位方法，包括以下步骤：根据移动节点与各基站之间的信号强度与各基站之间位置关系，从所述基站中确定若干个参考基站；根据参考基站的位置，对所述移动节点进行轮换TDOA定位，并获得若干个所述移动节点的初始位置估计值；根据所述初始位置估计值，确定所述初始位置估计值对应的最大偏差值在存储空间的位置；其中，所述存储空间为所述初始位置估计值对应的位置存储矩阵；根据所述移动节点与所述参考基站之间的信号强度、所述最大偏差值在存储空间的位置，计算各初始位置估计值对应的修正系数；根据所述初始位置估计值及其修正系数，计算所述移动节点的最终位置。优选地，所述根据参考基站的位置，对所述移动节点进行轮换TDOA定位，并获得若干个所述移动节点的初始位置估计值，具体包括：根据所述参考基站的位置，通过CHAN氏算法计算所有参考基站对应的定位方程；对所述参考基站进行排列组合，根据各组参考基站的位置，通过CHAN氏算法计算各组参考基站对应的定位方程；根据所有参考基站对应的定位方程和各组参考基站对应的定位方程，获得所述移动节点的定位方程组；通过最小二乘法求解所述定位方程组，得到若干个初始位置估计值。优选地，所述根据所述初始位置估计值，确定所述初始位置估计值对应的最大偏差值在存储空间的位置，具体包括：计算所述初始位置估计值的平均值；分别计算各个所述初始位置估计值与所述平均值的偏差值，并提取所述最大偏差值在所述存储空间的位置；其中，最大偏差值对应的初始位置估计值为异常数据。优选地，所述根据所述移动节点与所述参考基站之间的信号强度、所述最大偏差值在存储空间的位置，计算各初始位置估计值对应的修正系数，具体包括：根据所述移动节点接收到的任意一个所述初始位置估计值对应的一组参考基站的信号强度，计算任意一个所述初始位置估计值的修正系数；根据所述最大偏差值在存储空间的位置，确定所述异常数据对应修正系数在所述存储空间的位置，并将所述异常数据对应修正系数更新为设定数值。优选地，所述根据所述初始位置估计值及其修正系数，计算所述移动节点的最终位置，具体包括：根据各个所述初始位置估计值、更新后的各个所述初始位置估计值的修正系数以及所述初始位置估计值的平均值，计算所述移动节点的最终位置。优选地，所述根据各个所述初始位置估计值与更新后的各个所述初始位置估计值的修正系数，计算所述移动节点的最终位置，具体包括：根据公式(1)，计算所述移动节点的最终位置；其中，pm为第m个初始位置估计值；PR(m)为第m个初始位置估计值的修正系数；PRaver为初始位置估计值的平均值；m表示初始位置估计值的数目。优选地，所述设定数值为0。优选地，所述根据移动节点与各基站之间的信号强度与各基站之间位置关系，从所述基站中确定若干个参考基站，具体包括：将各基站按照信号强度排序，并获得信号强度大于设定阈值的若干个基站，作为第一筛选基站；根据所述第一筛选基站与所述移动节点的位置关系，获取包围所述移动节点的基站，作为参考基站；其中，所述参考基站之间不完全共线且所述参考基站之间的连线围成一预设的几何图案。第二方面，本专利技术实施例提供了一种室内定位设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的室内定位方法。第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的室内定位方法。相对于现有技术，本专利技术实施例提供的一种室内定位方法的有益效果在于：所述室内定位方法包括：根据移动节点与各基站之间的信号强度与各基站之间位置关系，从所述基站中确定若干个参考基站；根据参考基站的位置，对所述移动节点进行轮换TDOA定位，并获得若干个所述移动节点的初始位置估计值；根据所述初始位置估计值，确定所述初始位置估计值对应的最大偏差值在存储空间的位置；其中，所述存储空间为所述初始位置估计值对应的位置存储矩阵；根据所述移动节点与所述参考基站之间的信号强度、所述最大偏差值在存储空间的位置，计算各初始位置估计值对应的修正系数；根据所述初始位置估计值及其修正系数，计算所述移动节点的最终位置。通过上述方法能够有效消除了TDOA定位算法中存在的定位模糊，提高定位精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的室内定位方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的优化算法的流程图；图3是本专利技术实施例提供的室内定位设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图1，本专利技术第一实施例提供了一种室内定位方法，其可由定位设备来执行，并包括以下步骤：在本专利技术实施例中，所述室内定位设备可为电脑、手机、平板电脑、笔记本电脑或者服务器等计算设备，所述室内定位方法可作为其中一个功能模块集成与所述室内定位设备上，由所述室内定位设备来执行。S11：根据移动节点与各基站之间的信号强度与各基站之间位置关系，从所述基站中确定若干个参考基站；由于3个已知位置的基站可以确定一未知节点的位置，在本实施例中，可从基站选取3-6个基准，作为参考基站。S12：根据参考基站的位置，对所述移动节点进行轮换TDOA定位，并获得若干个所述移动节点的初始位置估计值；S13：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内定位方法，其特征在于，包括：根据移动节点与各基站之间的信号强度与各基站之间位置关系，从所述基站中确定若干个参考基站；根据参考基站的位置，对所述移动节点进行轮换TDOA定位，并获得若干个所述移动节点的初始位置估计值；根据所述初始位置估计值，确定所述初始位置估计值对应的最大偏差值在存储空间的位置；其中，所述存储空间为所述初始位置估计值对应的位置存储矩阵；根据所述移动节点与所述参考基站之间的信号强度、所述最大偏差值在存储空间的位置，计算各初始位置估计值对应的修正系数；根据所述初始位置估计值及其修正系数，计算所述移动节点的最终位置。

【技术特征摘要】
1.一种室内定位方法，其特征在于，包括：根据移动节点与各基站之间的信号强度与各基站之间位置关系，从所述基站中确定若干个参考基站；根据参考基站的位置，对所述移动节点进行轮换TDOA定位，并获得若干个所述移动节点的初始位置估计值；根据所述初始位置估计值，确定所述初始位置估计值对应的最大偏差值在存储空间的位置；其中，所述存储空间为所述初始位置估计值对应的位置存储矩阵；根据所述移动节点与所述参考基站之间的信号强度、所述最大偏差值在存储空间的位置，计算各初始位置估计值对应的修正系数；根据所述初始位置估计值及其修正系数，计算所述移动节点的最终位置。2.如权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述根据参考基站的位置，对所述移动节点进行轮换TDOA定位，并获得若干个所述移动节点的初始位置估计值，具体包括：根据所述参考基站的位置，通过CHAN氏算法计算所有参考基站对应的定位方程；对所述参考基站进行排列组合，根据各组参考基站的位置，通过CHAN氏算法计算各组参考基站对应的定位方程；根据所有参考基站对应的定位方程和各组参考基站对应的定位方程，获得所述移动节点的定位方程组；通过最小二乘法求解所述定位方程组，得到若干个初始位置估计值。3.如权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述根据所述初始位置估计值，确定所述初始位置估计值对应的最大偏差值在存储空间的位置，具体包括：计算所述初始位置估计值的平均值；分别计算各个所述初始位置估计值与所述平均值的偏差值，并提取所述最大偏差值在所述存储空间的位置；其中，最大偏差值对应的初始位置估计值为异常数据。4.如权利要求3所述的室内定位方法，其特征在于，所述根据所述移动节点与所述参考基站之间的信号强度、所述最大偏差值在存储空间的位置，计算各初始位置估计值对应的修正系数，具体包括：根据所述移动节点接收到的任意一个所述初始位置估计值对应的一组参考基站的信号强度，计算任意一个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林凡，成杰，张秋镇，彭陶峰，杨峰，李盛阳，
申请(专利权)人：广州杰赛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44