一种基于CSI的室内Wi-Fi定位方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于CSI的室内Wi‑Fi定位方法、装置及存储介质，所述方法包括：通过接收天线阵列采集待定位点的CSI原始数据，并根据所述CSI原始数据获取相应的原始CSI相位矩阵；根据最小二乘法对所述原始CSI相位矩阵进行校正，获得校正后的CSI相位矩阵；根据所述接收天线阵列中所有接收天线的位置关系对所述校正后的CSI相位矩阵中的相邻CSI相位作差，获得CSI相位差矩阵；根据所述CSI相位差矩阵，获得所述待定位点的到达角的CSI相位指纹信息；根据所述CSI相位指纹信息与预设的相位指纹库，获取所述待定位点的位置信息。采用本发明专利技术的技术方案能够有效避免CSI原始数据中线性误差和非线性误差的影响，从而提高了定位精度。

A CSI based indoor Wi Fi location method, device and storage medium

【技术实现步骤摘要】
一种基于CSI的室内Wi-Fi定位方法、装置及存储介质
本专利技术涉及无线定位
，尤其涉及一种基于CSI的室内Wi-Fi定位方法、装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着基于位置的服务(LocationBasedService，LBS)日益普及，生活中对基于位置的业务需求也不断增加。在户外环境中，GPS、GLONASS、北斗卫星导航系统等一些成熟的卫星定位系统为人们获得较为精确的定位和导航服务提供了便利，然而在室内环境下，由于卫星信号弱、不能穿透建筑物等问题，卫星定位系统并不能有效的工作，因此研究高精度、高可靠性、低成本的室内定位系统是对当前室内定位技术提出的新的挑战。近年来，室内Wi-Fi的广泛普及使得基于Wi-Fi的室内定位技术不断地发展，比较典型的技术主要有基于接收信号强度指示(ReceivedSignalStrengthIndication，RSSI)、基于信道状态信息(ChannelStateInformation，CSI)的定位方法，在室内环境中，由于障碍物的影响，RSSI会产生一定的偏差且极易受到其他信号的干扰以及室内多径效应的影响，所以无法提供足够的精确度和可靠性，与RSSI相比，CSI具有一定的多径分辨能力，能够感知到传播路径上信号的微弱波动，因而CSI有着较高的灵敏度，较大的感知范围以及较强的感知可靠性。但是，在具体实施现有的基于CSI的定位方法时，采集到的CSI原始数据中一般会存在线性误差和非线性误差，导致对定位结果的精度产生了较大的影响。
技术实现思路
r>本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于CSI的室内Wi-Fi定位方法、装置及计算机可读存储介质，能够有效避免CSI原始数据中线性误差和非线性误差的影响，从而提高了定位精度。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于CSI的室内Wi-Fi定位方法，包括：通过接收天线阵列采集待定位点的CSI原始数据，并根据所述CSI原始数据获取相应的原始CSI相位矩阵；根据最小二乘法对所述原始CSI相位矩阵进行校正，获得校正后的CSI相位矩阵；根据所述接收天线阵列中所有接收天线的位置关系对所述校正后的CSI相位矩阵中的相邻CSI相位作差，获得CSI相位差矩阵；根据所述CSI相位差矩阵，获得所述待定位点的到达角的CSI相位指纹信息；根据所述CSI相位指纹信息与预设的相位指纹库，获取所述待定位点的位置信息；其中，所述相位指纹库中存储了接收天线阵列在室内任一预设位置处对应的到达角、到达角的相位指纹信息以及位置信息。进一步地，所述根据所述接收天线阵列中所有接收天线的位置关系对所述校正后的CSI相位矩阵中的相邻CSI相位作差，获得CSI相位差矩阵，具体包括：根据公式对所述校正后的CSI相位矩阵中的相邻CSI相位作差，获得CSI相位差矩阵Γ(t)为：其中，i表示所述接收天线阵列中的第i个接收天线，0<i<M，M表示所述接收天线阵列中的接收天线的个数；表示所述校正后的CSI相位矩阵中的第i个CSI相位；csiγi(t)表示所述CSI相位差矩阵中的第i个CSI相位差；t表示采集时间。进一步地，所述根据所述CSI相位差矩阵，获得所述待定位点的到达角的CSI相位指纹信息，具体包括：根据公式计算获得所述待定位点的到达角的CSI相位指纹信息FPθ；其中，θ表示到达角，0°≤θ<360°；n表示采集次数，n>0；t表示采集时间；csiγi(t)表示所述CSI相位差矩阵中的第i个CSI相位差，0<i<M，M表示所述接收天线阵列中的接收天线的个数。进一步地，所述根据所述CSI相位指纹信息与预设的相位指纹库，获取所述待定位点的位置信息，具体包括：计算所述CSI相位指纹信息与所述相位指纹库中的每一个相位指纹信息的欧氏距离；找出欧氏距离最小的目标相位指纹信息，并将所述目标相位指纹信息对应的到达角作为所述待定位点的到达角；根据所述待定位点的到达角以及所述目标相位指纹信息对应的位置信息，获取所述待定位点的位置信息。进一步地，所述根据所述待定位点的到达角以及所述目标相位指纹信息对应的位置信息，获取所述待定位点的位置信息，具体包括：所述待定位点的位置信息通过以下公式计算获得：其中，(x，y)表示所述待定位点的位置坐标；(x1，y1)和(x2，y2)分别表示两个接收天线阵列对应的位置坐标；θ1和θ2分别表示由两个接收天线阵列对应确定的所述待定位点的到达角。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供了一种基于CSI的室内Wi-Fi定位装置，包括：原始CSI相位矩阵获取模块，用于通过接收天线阵列采集待定位点的CSI原始数据，并根据所述CSI原始数据获取相应的原始CSI相位矩阵；校正CSI相位矩阵获取模块，用于根据最小二乘法对所述原始CSI相位矩阵进行校正，获得校正后的CSI相位矩阵；CSI相位差矩阵获取模块，用于根据所述接收天线阵列中所有接收天线的位置关系对所述校正后的CSI相位矩阵中的相邻CSI相位作差，获得CSI相位差矩阵；相位指纹信息获取模块，用于根据所述CSI相位差矩阵，获得所述待定位点的到达角的CSI相位指纹信息；以及，位置信息获取模块，用于根据所述CSI相位指纹信息与预设的相位指纹库，获取所述待定位点的位置信息；其中，所述相位指纹库中存储了接收天线阵列在室内任一预设位置处对应的到达角、到达角的相位指纹信息以及位置信息。进一步地，所述CSI相位差矩阵获取模块具体包括：CSI相位差矩阵获取单元，用于根据公式对所述校正后的CSI相位矩阵中的相邻CSI相位作差，获得CSI相位差矩阵Γ(t)为：其中，i表示所述接收天线阵列中的第i个接收天线，0<i<M，M表示所述接收天线阵列中的接收天线的个数；表示所述校正后的CSI相位矩阵中的第i个CSI相位；csiγi(t)表示所述CSI相位差矩阵中的第i个CSI相位差；t表示采集时间。进一步地，所述相位指纹信息获取模块具体包括：相位指纹信息获取单元，用于根据公式计算获得所述待定位点的到达角的CSI相位指纹信息FPθ；其中，θ表示到达角，0°≤θ<360°；n表示采集次数，n>0；t表示采集时间；csiγi(t)表示所述CSI相位差矩阵中的第i个CSI相位差，0<i<M，M表示所述接收天线阵列中的接收天线的个数。本专利技术实施例还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，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述任一项所述的基于CSI的室内Wi-Fi定位方法。本专利技术实施例还提供了一种基于CSI的室内Wi-Fi定位装置，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，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的基于CSI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CSI的室内Wi-Fi定位方法，其特征在于，包括：/n通过接收天线阵列采集待定位点的CSI原始数据，并根据所述CSI原始数据获取相应的原始CSI相位矩阵；/n根据最小二乘法对所述原始CSI相位矩阵进行校正，获得校正后的CSI相位矩阵；/n根据所述接收天线阵列中所有接收天线的位置关系对所述校正后的CSI相位矩阵中的相邻CSI相位作差，获得CSI相位差矩阵；/n根据所述CSI相位差矩阵，获得所述待定位点的到达角的CSI相位指纹信息；/n根据所述CSI相位指纹信息与预设的相位指纹库，获取所述待定位点的位置信息；其中，所述相位指纹库中存储了接收天线阵列在室内任一预设位置处对应的到达角、到达角的相位指纹信息以及位置信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于CSI的室内Wi-Fi定位方法，其特征在于，包括：
通过接收天线阵列采集待定位点的CSI原始数据，并根据所述CSI原始数据获取相应的原始CSI相位矩阵；
根据最小二乘法对所述原始CSI相位矩阵进行校正，获得校正后的CSI相位矩阵；
根据所述接收天线阵列中所有接收天线的位置关系对所述校正后的CSI相位矩阵中的相邻CSI相位作差，获得CSI相位差矩阵；
根据所述CSI相位差矩阵，获得所述待定位点的到达角的CSI相位指纹信息；
根据所述CSI相位指纹信息与预设的相位指纹库，获取所述待定位点的位置信息；其中，所述相位指纹库中存储了接收天线阵列在室内任一预设位置处对应的到达角、到达角的相位指纹信息以及位置信息。


2.如权利要求1所述的基于CSI的室内Wi-Fi定位方法，其特征在于，所述根据所述接收天线阵列中所有接收天线的位置关系对所述校正后的CSI相位矩阵中的相邻CSI相位作差，获得CSI相位差矩阵，具体包括：
根据公式对所述校正后的CSI相位矩阵中的相邻CSI相位作差，获得CSI相位差矩阵Γ(t)为：



其中，i表示所述接收天线阵列中的第i个接收天线，0<i<M，M表示所述接收天线阵列中的接收天线的个数；表示所述校正后的CSI相位矩阵中的第i个CSI相位；csiγi(t)表示所述CSI相位差矩阵中的第i个CSI相位差；t表示采集时间。


3.如权利要求1所述的基于CSI的室内Wi-Fi定位方法，其特征在于，所述根据所述CSI相位差矩阵，获得所述待定位点的到达角的CSI相位指纹信息，具体包括：
根据公式计算获得所述待定位点的到达角的CSI相位指纹信息FPθ；其中，θ表示到达角，0°≤θ<360°；n表示采集次数，n>0；t表示采集时间；csiγi(t)表示所述CSI相位差矩阵中的第i个CSI相位差，0<i<M，M表示所述接收天线阵列中的接收天线的个数。


4.如权利要求1所述的基于CSI的室内Wi-Fi定位方法，其特征在于，所述根据所述CSI相位指纹信息与预设的相位指纹库，获取所述待定位点的位置信息，具体包括：
计算所述CSI相位指纹信息与所述相位指纹库中的每一个相位指纹信息的欧氏距离；
找出欧氏距离最小的目标相位指纹信息，并将所述目标相位指纹信息对应的到达角作为所述待定位点的到达角；
根据所述待定位点的到达角以及所述目标相位指纹信息对应的位置信息，获取所述待定位点的位置信息。


5.如权利要求4所述的基于CSI的室内Wi-Fi定位方法，其特征在于，所述根据所述待定位点的到达角以及所述目标相位指纹信息对应的位置信息，获取所述待定位点的位置信息，具体包括：
所述待定位点的位置信息通过以下公式计算获得：



其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李骄阳，
申请(专利权)人：普联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44