基于信道分类的室内定位跟踪方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于信道分类的室内定位跟踪方法及系统，包括如下步骤：步骤1：根据建筑平面图和锚节点的位置，求解一阶虚拟锚节点的位置，其中，锚节点是位置已知的节点，一阶虚拟锚节点是锚节点对应于墙面的镜面对称节点；步骤2：根据上一次的步骤4，记录三条具有最强能量的反射路径的信息；若没有上一次的步骤4，则不记录；步骤3：根据信道脉冲响应进行信道分类，并根据信道分类结果判断锚节点与待定位节点之间是否存在视距路径；步骤4：根据视距路径的数量选取若干反射路径，结合视距路径进行定位。

Indoor positioning and tracking method and system based on channel classification

The present invention provides a method and system for indoor location tracking channel based on classification, which comprises the following steps: Step 1: according to the construction plan and the position of anchor nodes, solving the first-order virtual anchor node position, the anchor node is known, first order virtual anchor nodes is mirror symmetry anchors corresponding to the wall; step 2: according to the last 4 steps, three records have the strongest energy reflection path information; if not the last step 4 is not recorded; step 3: according to the classification of channel impulse response of the channel, and according to whether there is beyond the path between the anchor node to determine channel classification the nodes to be positioned; step 4: according to the number of line of sight path selecting some reflection path, combined with the line of sight path location.

【技术实现步骤摘要】
基于信道分类的室内定位跟踪方法及系统
本专利技术涉及信道分类方法和室内定位算法，具体地，涉及一种基于信道分类的室内定位跟踪方法及系统。
技术介绍
随着基于全球定位系统、北斗卫星导航系统、格洛纳斯卫星导航系统和伽利略卫星定位系统的室外定位技术的商用，高精度室内定位技术越来越受到关注。现有的室内定位技术分为两类：不基于测距的室内定位技术和基于测距的室内定位技术。不基于测距的室内定位技术以WIFI为代表，通过测量信号的接收信号强度指示进行定位，具有广泛适用的优点，但定位精度较低。基于测距的室内定位技术以超宽带为代表，通过直接测量待定位节点和锚节点之间的距离进行定位，超宽带信号具有穿透力强、高分辨率测距和信号稳定等优点，但对设备的要求较高。下一代移动通信5G中将使用毫米波技术，相比超宽带信号，毫米波具有更高的时间分辨率，可以实现更高精度的测距。另一方面，相比WIFI，5G设备同样具有很高的普遍性，所以基于测距的室内定位技术将会越来越受到青睐。然而，非视距传播引起测距误差仍然是基于测距的室内定位技术面临的主要困难。经过对现有技术的文献检索发现，传统的非视距传播识别方法只将信道分为视距情况和非视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于信道分类的室内定位跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据建筑平面图和锚节点的位置，求解一阶虚拟锚节点的位置，其中，锚节点是位置已知的节点，一阶虚拟锚节点是锚节点对应于墙面的镜面对称节点；步骤2：根据上一次的步骤4，记录三条具有最强能量的反射路径的信息；若没有上一次的步骤4，则不记录；步骤3：根据信道脉冲响应进行信道分类，并根据信道分类结果判断锚节点与待定位节点之间是否存在视距路径；步骤4：根据视距路径的数量选取若干反射路径，结合视距路径进行定位。

【技术特征摘要】
1.一种基于信道分类的室内定位跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据建筑平面图和锚节点的位置，求解一阶虚拟锚节点的位置，其中，锚节点是位置已知的节点，一阶虚拟锚节点是锚节点对应于墙面的镜面对称节点；步骤2：根据上一次的步骤4，记录三条具有最强能量的反射路径的信息；若没有上一次的步骤4，则不记录；步骤3：根据信道脉冲响应进行信道分类，并根据信道分类结果判断锚节点与待定位节点之间是否存在视距路径；步骤4：根据视距路径的数量选取若干反射路径，结合视距路径进行定位。2.根据权利要求1所述的基于信道分类的室内定位跟踪方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤2.1：判断是否有上一次的步骤4，若有上一次的步骤4，则进入步骤2.2，若没有上一次的步骤4，则跳过；步骤2.2：根据上一次的步骤4，记录三条具有最强能量的反射路径所对应的一阶虚拟锚节点的位置坐标步骤2.3：记录这三条具有最强能量的反射路径的长度rilast(i＝1,2,3)。3.根据权利要求1所述的基于信道分类的室内定位跟踪方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤3.1：根据待定位节点和各锚节点之间信道脉冲响应中的各路径的幅值和时延，幅值最大的路径和最先到达的路径之间的时间差τrise，根据τrise的值将信道分为两类：τrise＝0和τrise>0；步骤3.2：计算可以反映视距路径和非视距路径的差别的特征值，并得到特征向量；步骤3.3：将根据步骤3.2得到的特征向量应用到支持向量机中，将步骤3.1得到的τrise＝0类分为两类：普通的视距情况，棘手的非视距情况，将步骤3.1得到的τrise>0类分为两类：普通的非视距情况，衰减的视距情况，共四种情况；步骤3.4：根据步骤3.3的分类结果，对于普通的视距情况和衰减的视距情况，判断视距路径存在，反之，对于普通的非视距情况和棘手的非视距情况，判断视距路径不存在。4.根据权利要求1所述的基于信道分类的室内定位跟踪方法，其特征在于，所述步骤4包括：步骤4.1：根据步骤3的结果，将视距情况和衰减的视距情况下信道脉冲响应中最先到达的路径判断为直射路径，并统计视距路径的数量nLOS(nLOS≤nanchor)，其中，nanchor是锚节点的个数；步骤4.2：根据视距路径的数量，若nLOS<3，则判断当前测量的待定位节点与锚节点之间具有最大能量的N条非直射路径的路径为当前测量的反射路径，其中，N是由用户确定的正整数；步骤4.3：计算当前测量的反射路径的长度与步骤2中记录的三条反射路径的长度之差||rj-rilast||，其中，rj(1≤j≤N)是当前测量的第j条反射路径的长度，rilast(1≤i≤N)是记录的第i条反射路径的长度；步骤4.4：比较||rj-rilast||和预先设定的阈值t，若||rj-rilast||≤t，则判断当前测量的第j条反射路径rj与记录的第i条反射路径rilast对应的虚拟锚节点为同一个，并记录满足条件的反射路径的个数n；步骤4.5：根据nLOS+n的值，采用不同的方式进行定位解算。5.根据权利要求4所述的基于信道分类的室内定位跟踪方法，其特征在于，所述步骤4.5包括：若nLOS+n>3，根据锚节点或满足步骤4.4条件的反射路径所对应的一阶虚拟锚节点的位置，选取所围成的形状最接近正三角形的三个锚节点或一阶虚拟锚节点，使用这三个锚节点或一阶虚拟锚节点的坐标和它们对应的视距路径或反射路径，运用三角定位的方法进行二维坐标求解；若nLOS+n＝3，使用这三条视距路径或反射路径和它们对应的锚节点或一阶虚拟锚节点，运用三角定位的方法进行二维坐标求解；若nLOS+n＝2，使用这两条视距路径或反射路径和它们对应的锚节点或一阶虚拟锚节点，可以解算出两个可行解，选取与上一次步骤4的结果相近的可行解为本次定位过程的解；若没有上一次步骤4的结果，则判断为无法定位解算；若nLOS+n<2，则选取上一次步骤4的结果作为本次定位过程的解；若没有上一次步骤4的结果，则判断为无法定位解算。6.一种基于信道分类的室内定位跟踪系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中令，俞晖，杨明，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31