【技术实现步骤摘要】
NLOS环境下基于改进粒子滤波的室内定位行人方法
本专利技术涉及一种NLOS环境下基于改进粒子滤波的室内行人定位方法。
技术介绍
现有基于RSSI(receivedsignalstrengthindication接收信号强度指示器)的室内定位解决方案有基于指纹识别和基于信道模型两类。第一种方案通过构建指纹库来实现定位，该方法需要在离线阶段构建RSSI的综合数据图，需耗费大量的时间和精力，并且在环境改变时需重新进行校准。第二种方案是通过信道损耗模型，根据测量的RSSI值估计接收器和发射器之间的距离，然后根据估计算法估计出接收者的位置。为了提高第二种方案的定位精度，通常将其与惯性导航系统进行融合，现有的解决方案大多采用卡尔曼滤波的方式进行融合，而卡尔曼滤波对非线性系统的滤波效果不明显。并且信号在动态环境中传播时会产生反射、折射等NLOS(Non-LineofSight非视距)传播方式，使接收到的RSSI值与实际值产生偏差，会影响定位精度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种NLOS环境下基于改进粒子滤波的室内行人定位方法，本方法采用对非高斯非线性环境具有...
【技术保护点】
1.一种NLOS环境下基于改进粒子滤波的室内行人定位方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、室内行人定位包含行人携带的移动节点、参考节点以及无线传感器网关，其中移动节点负责与参考节点通信，获取参考节点的RSSI值，并将RSSI值经网关传输到上位机进行处理，移动节点包含具有三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计的九轴惯性导航模块，用于行人的航位推算；步骤二、RSSI定位：基于RSSI定位理论和测试的传播模型，无论室外或室内信道，平均接收功率随距离的对数衰减，RSSI与距离的表达式如下：P(d)＝P(d0)‑10ηlog10(d/d0)+Xσ (1)其中，η为路径损耗指数...
【技术特征摘要】
1.一种NLOS环境下基于改进粒子滤波的室内行人定位方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、室内行人定位包含行人携带的移动节点、参考节点以及无线传感器网关，其中移动节点负责与参考节点通信，获取参考节点的RSSI值，并将RSSI值经网关传输到上位机进行处理，移动节点包含具有三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计的九轴惯性导航模块，用于行人的航位推算；步骤二、RSSI定位：基于RSSI定位理论和测试的传播模型，无论室外或室内信道，平均接收功率随距离的对数衰减，RSSI与距离的表达式如下：P(d)＝P(d0)-10ηlog10(d/d0)+Xσ(1)其中，η为路径损耗指数，表明路径损耗随距离增长的速率；d0为近地参考距离；d为发送接收距离；P(d)和p(d0)分别为当距离为d和d0时的接收信号强度，其单位为分贝毫瓦(dBm)；Xσ为零均值高斯分布随机变量N(0，σ)；步骤三、根据式(1)推导出参考节点与移动节点之间的距离d，其中，路径损耗指数η受周围环境的影响，通常在室外环境中为2～4，而在复杂的室内环境中则在步骤四、假设在室内环境中布置有N个参考节点，并将第一个参考节点的坐标设为参考点(x1，y1，z1)，任意参考节点i(1≤i≤N)到移动节点(x，y，z*)距离的平方用表示，公式如下：其中，xi、yi、zi为第i个参考节点的坐标，根据式(3)，当参考节点i≠1时，将其与参考点相减，得到下式：将式(4)写成以下矩阵的形式：由于移动节点的高度不变，即z*不变，因此式中各符号的具体含义如下：为移动节点的估计位置，采用最小二乘法的解可由下列式子求出：X＝(HTH)-1HTb(8)其中，符号T表示矩阵H的转置矩阵；步骤五、惯性导航：利用移动节点的九轴惯性导航模块采集数据，采用步长与步数的乘积获得移动节点的位置，式中，xt、yt为t时刻移动节点在X和Y坐标系下的坐标，xt+1、yt+1为t+1时刻移动节点在X和Y坐标系下的坐标，SLt为t时刻的步长，θt为t时刻移动节点的航向角；步骤六、步数检测，采用峰值检测的方式进行步数检测，通常检测的步数大于实际步数，因此定义一个步数检测峰值参数ΔTn，ΔTn为峰值之间的时间间隔，如果在ΔTn内出现多于两个峰值，则将第一个峰值作为行人的一步并作为后续步长估计的加速度值，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张殿臣，魏国亮，田昕，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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