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CN116095828A - 一种基于功率检测的室内无线定位系统及方法 - Google Patents

一种基于功率检测的室内无线定位系统及方法 Download PDF

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CN116095828A
CN116095828A CN202310128128.5A CN202310128128A CN116095828A CN 116095828 A CN116095828 A CN 116095828A CN 202310128128 A CN202310128128 A CN 202310128128A CN 116095828 A CN116095828 A CN 116095828A
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Shandong Qifang Intelligent Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于功率检测的室内无线定位系统及方法,该系统包括:数据收集模块、数据处理模块及数据过滤模块;无线AP数据收集模块,用于采集无线AP中RSSI和RTT的数据信息;无线AP数据处理模块,用于处理无线AP中RSSI和RTT的数据信息,获得RSSI距离及RTT均值距离;无线AP数据过滤模块,用于根据RSSI距离及RTT均值距离判断全部的RTT是否来自于同一信道,并过滤RTT,得到终端的物理位置坐标。本发明采用数据收集模块、数据处理模块及数据过滤模块,对数据收集模块获得RTT进行过滤,确保在计算终端坐标是所用到的RTT,对数据处理模块得到的RTT距离进行卡尔曼滤波,避免噪声对终端位置造成影响。

Description

一种基于功率检测的室内无线定位系统及方法
技术领域
本发明涉及无线定位领域,具体来说,涉及一种基于功率检测的室内无线定位系统及方法。
背景技术
目前,由于通信技术的迅猛发展,无线定位系统随着市场对于定位的需求应运而生。定位技术与人们的生活密切相关,并一直受到广泛的关注。从定位的范围分类,定位技术可分为室外定位(典型的有GPS定位)和室内定位(典型的有超,声波、WiFi、红外、RFID和UWB等)。然而室内定位还处于发展早期,虽然出现了种类繁多的室内定位技术,但目前没有建立大规模的服务系统。
因此产生出诸多的无线定位服务方式,而指纹定位即基于位置指纹的室内无线局域网定位,指纹定位系统的实现由两个阶段,即前期采样阶段和后期定位阶段,该定位基本思想是定位场景中各个定位点位的Wi-Fi信号强度分布是有固定特征的,且不随时间改变,这意外着定位点的信号强度特征跟定位点的物理位置信息存在一一对应的映射关系,因此如果通过事先采样的方式,把各个位置上的信号特征记录下来,并在实际应用中生成对应的数据库,用一系列特征表来记录定位点的Wi-Fi信号特征,实际定位时只需要用“查表”的方式结合一定的匹配算法就可以得出终端的详细位置信息,指纹定位方式的最大优点是:采样数据能够真实反映了定位场景的Wi-Fi信号情况,能够在不预先知道具体的介质衰减参数情况下,完成对定位场景中终端位置的实时定位,因而指纹定位有很高的场景适用性,因此采用指纹定位具备一定的发展前景。
但是在具体使用的过程中,一旦定位环境发生变换,比如无线AP角度移动,都需要重新进行采样,造成了大量劳动力的浪费以及定位精确度的不准确,使得定位的效率下降。
针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题,本发明提出一种基于功率检测的室内无线定位系统及方法,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此,本发明采用的具体技术方案如下:
根据本发明的一个方面,提供了一种基于功率检测的室内无线定位系统,该系统包括:无线AP数据收集模块、无线AP数据处理模块及无线AP数据过滤模块;
所述无线AP数据收集模块,用于采集无线AP中RSSI和RTT的数据信息;
所述无线AP数据处理模块,用于处理无线AP中RSSI和RTT的数据信息,获得RSSI距离及RTT均值距离,并预估终端的位置;
所述无线AP数据过滤模块,用于根据RSSI距离及RTT均值距离判断全部的RTT是否来自于同一信道,并过滤RTT,得到终端的物理位置坐标。
进一步的,所述测量数据收集模块包括测量请求下发模块及测量数据收集模块;
所述测量请求下发模块,用于定位室内环境中无线AP信道的部署和切换,并参与定位无线AP的选择;
所述测量数据收集模块,用于无线AP向定位服务器上报终端的参数信息、无线AP周围的APS及参与终端定位的无线AP收集的RSSI和RTT。
进一步的,所述无线AP数据处理模块包括变换模块、RSSI距离计算模块、RTT计算模块及终端坐标计算模块;
所述变换模块,用于将信道状态信息转换成时域功率延迟数据,并通过时域功率延迟数据获得RSSI和RTT的数据;
所述RSSI距离计算模块,用于将收集的RSSI数据通过衰减公式计算RSSI的距离;
所述RTT计算模块,用于将收集的RTT数据通过衰减公式计算RTT的距离;
所述终端坐标计算模块,用于根据RSSI的距离与RTT的距离,利用高斯牛顿算法计算出终端的实际空间坐标。
进一步的,所述将信道状态信息转换成时域功率延迟数据,并通过时域功率延迟数据获得RSSI和RTT的数据包括以下步骤:
通过无线AP芯片导出的信道状态信息;
将信道状态信息通过小波变换算法得到时域功率延迟数据;
分析时域功率延迟数据,并获得终端定位的无线AP收集的RSSI和RTT的数据。
进一步的,所述小波变换算法的转换步骤为:
定义信道状态信息的一个初始阈值和一个步长;
从初始阈值开始,每加一次步长,将阈值不断更新,并将绝对值比阈值小的小波系数值置零,并得出非零值的个数;
当两个邻近的阈值所得出的非零值合数差小于某一个信道状态信息的参数时,得出所需的阈值,并选取两个阈值中较小的阈值,并将该阈值定义为时域功率延迟数据。
进一步的,所述衰减公式的计算公式为:
式中,为接收到的信号强度,为一米接收的信号强度,为常数,且随环境的变化而变化,为移动终端离无线AP的距离。
进一步的,所述根据RSSI的距离与RTT的距离,利用高斯牛顿算法计算出终端的实际空间坐标包括以下步骤:
获取无线AP中RSSI的距离与RTT的距离;
将RSSI的距离与RTT的距离导入高斯牛顿算法的方程组中;
通过多次迭代解非线性方程组,将方程组的解的误差平方和将至最低;
根据方程组的解进行标记,并预估终端的位置。
进一步的,所述无线AP数据过滤模块包括RTT过滤模块及卡尔曼滤波模块;
所述RTT过滤模块,用于根据RSSI距离及RTT均值距离判断全部的RTT是否来自于同一信道,并过滤RTT得到卡尔曼滤波的RTT;
所述卡尔曼滤波模块,用于对RTT距离进行卡尔曼滤波。
进一步的,所述对RTT距离进行卡尔曼滤波包括以下步骤:
获取可以进行卡尔曼滤波的相应的RTT,并计算出相应的RTT距离;
将计算完成的RTT输入卡尔曼滤波中,通过卡尔曼滤波消除偶然的噪声产生的影响,并得到更加有效的RTT距离;
将RTT的坐标输入终端坐标计算模块,得到终端的物理位置坐标;
返回定位服务器,定位服务器通过网页的方式展示给用户。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种基于功率检测的室内无线定位方法,该室内无线定位方法包括以下步骤:
S1、采集无线AP中RSSI和RTT的数据信息;
S2、处理无线AP中RSSI和RTT的数据信息,获得RSSI距离及RTT均值距离,并预估终端的位置;
S3、根据RSSI距离及RTT均值距离判断全部的RTT是否来自于同一信道,并过滤RTT,得到终端的物理位置坐标。
本发明的有益效果为:
1、本发明的无线定位系统为了提高终端的定位精度设计出一种独特的定为环境无线AP部署与切换方案,无线定位系统提高了终端的定位精度,并弃掉目前市面上普遍使用的三角形定位,采用凸四边形的无线AP选择定位算法的方式实现而成,测量数据收集模块是在测量请求下发模块的基础上,终端上线的无线AP向定位服务器上报终端的MAC地址、操作系统、厂商、型号、加密方式、频段及无线AP周围的APS以及参与终端定位的相关无线AP收集的一系列RSSI和RTT。
2、本发明采用数据收集模块、数据处理模块及数据过滤模块,对数据收集模块获得RTT进行过滤,以确保在计算终端坐标是所用到的RTT,对数据处理模块得到的RTT距离进行卡尔曼滤波,避免偶然的噪声对最终的终端位置造成影响。
3、本发明在无线AP选择完毕时,就进入终端RSSI和RTT收集阶段即获得定位无线AP跟终端交互后的信道状态信息,获得信道状态信息后进入小波变换算法变换,经过获得功率延迟文件PDP,取得直接路径上的功率RSSI和计算衰减公式中的衰减系数,当小波变换算法变换完成之后就进入RSSI距离计算,根据衰减公式计算出一系列RSSI距离,并按照所有RSSI距离平均值加减一个可接受误差范围内的常数来确定有效地RSSI距离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,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是根据本发明实施例的一种基于功率检测的室内无线定位系统的原理框图。
图中:
1、无线AP数据收集模块;2、无线AP数据处理模块;3、无线AP数据过滤模块。
实施方式
为进一步说明各实施例,本发明提供有附图,这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理,配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点,图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例,提供了一种基于功率检测的室内无线定位系统及方法。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明,如图1所示,根据本发明实施例的基于功率检测的室内无线定位系统,该系统包括:无线AP数据收集模块1、无线AP数据处理模块2及无线AP数据过滤模块3;
所述无线AP数据收集模块1,用于采集无线AP中RSSI和RTT的数据信息;
在一个实施例中,所述测量数据收集模块包括测量请求下发模块及测量数据收集模块;
所述测量请求下发模块,用于定位室内环境中无线AP信道的部署和切换,并参与定位无线AP的选择;
所述测量数据收集模块,用于无线AP向定位服务器上报终端的参数信息、无线AP周围的APS及参与终端定位的无线AP收集的RSSI和RTT。
具体的,本发明的无线定位系统为了提高终端的定位精度设计出一种独特的定为环境无线AP部署与切换方案,无线定位系统提高了终端的定位精度,并弃掉目前市面上普遍使用的三角形定位,采用凸四边形的无线AP选择定位算法的方式实现而成,测量数据收集模块是在测量请求下发模块的基础上,终端上线的无线AP向定位服务器上报终端的MAC地址、操作系统、厂商、型号、加密方式、频段及无线AP周围的APS(地图)以及参与终端定位的相关无线AP收集的一系列RSSI和RTT。
此外,具体应用时,移动终端用户通过无线扫描技术,经过MAC地址认证等方式接入定位环境中的无线网络合法人员发起一次终端定位请求,定位服务器会向终端关联无线AP发起查询终端信息的报文交互,关联无线AP会将终端的厂商、工作的信道等信息返回给定位服务器,当数据收集完成之后,就会让关联无线AP附近无线AP切换信道,当信道切换完毕就会进入无线AP选择功能,确定参与定位的无线AP,本发明采用凸四边形无线AP选择算法来实现无线AP选择。
更进一步的,几种室内无线定位技术简介:
1、红外线定位技术,一般包括两种,一种是待测目标点使用红外线IR标识,发射经过调制的红外信号,在室内若千已知位置安装光学传感器接收红外信号来进行定位;还有一种是在待测空间中用多个发射器和接收器组合成一个网状结构对运动目标进行定位。目前红外线技术非常成熟,红外定位在室内定位领域精度相对较高。但是红外线视距传播特性,同时穿透能力差,受障碍物遮挡后往往无法正常工作,一些灰尘烟雾或其他光源等因素也会对红外检测产生明显的影响。红外线传输距离较短,方向性强,在布局的时候需要重点考虑信号遮挡的问题,布局相对复杂,对环境要求高,并且定位应用范围有限。
2、WiFi室内定位系统,可分为无线AP区间定位和信号RSSI指纹匹配定位。前者由于AP位置不精确或不能精确计算与AP的距离,虽由于成本低,但通常定位误差常达十米。后者需要建立对应的指纹数据库,信号的强度对定位精度影响大,并且数据库维护要求高,不适于大部分普通场所应用。目前,WiFi通信一般只能覆盖90米半径以内区域,所以WiFi只适用于较小范围的室内定位。同时易收到其他信号干扰,定位功耗较高。
3、蓝牙定位技术,与wifi定位相同,适用于短距离无线定位。蓝牙室内定位技术具有设备体积小、功耗低,易集成在如手机或其他智能设备中,并且不受视距的影响。但蓝牙作用距离较短,受噪声信号干扰大,稳定性较差。
4、射频识别技术,目前RFID定位系统分为采用门禁方式的区间定位和基于标签信号强度的定位。基于标签信号强度的定位误差平均1m左右,需要大量参考标签的布置难以大范围推广。而采用门禁方式的区间定位精度更低。一般来说RFID通信距离在几十米之内,具有成本低和有非视距传播等优点,但目前缺乏完整的标准体系,大部分只能,和容易涉及隐私泄密问题。
5、超宽带定位技术,是一种无载波通信技术。它利用纳秒至亚纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,带宽可以达到GHz量级。相比传统的窄带系统,UWB具有功耗小、穿透能力强、安全性高、抗多径能力强等优点。因此,UWB技术可用于室内静止的或者移动的物体和人的位置跟踪,但标准化相对于WiFi、蓝牙、ZigBee和RFID严重滞后,且通信距离一般小于10米,动态范围相对较小,成本高,产业推广难度大。
6、ZigBee技术,为基于IEEE802.15.4标准的低速率短距离局域网定位技术。通常定位精度可达3m。主要优点是功耗小、成本低和通信效率高,缺点是定位精度受环境影响大。
7、超声波定位技术,一般是基于超声波测距原理,超声波定位系统可由若干个发射器和接收器组成,利用安装在不同的已知位置的接收器接收到的信号结合边角关系来计算待测发射点的位置,或者反之,一个接收器分别接收不同已知位置的发射器的超声波信号来计算接收点的位置,还可以结合反射式测距法或其他复杂组合进行测距定位,超声波往往可以达到厘米级别的室内定位精度,并且结构相对简单,虽然超声波有一定的穿透能力和很强的抗干扰能力,但是空气中的超声波衰减快,只适用于近距离的小型场合,非视距传播和多径效应影响明显,为了减小这些影响需要的硬件成本高。
所述无线AP数据处理模块2,用于处理无线AP中RSSI和RTT的数据信息,获得RSSI距离及RTT均值距离,并预估终端的位置;
在一个实施例中,所述无线AP数据处理模块包括变换模块、RSSI距离计算模块、RTT计算模块及终端坐标计算模块;
所述变换模块,用于将信道状态信息转换成时域功率延迟数据,并通过时域功率延迟数据获得RSSI和RTT的数据;
所述RSSI距离计算模块,用于将收集的RSSI数据通过衰减公式计算RSSI的距离;
所述RTT计算模块,用于将收集的RTT数据通过衰减公式计算RTT的距离;
所述终端坐标计算模块,用于根据RSSI的距离与RTT的距离,利用高斯牛顿算法计算出终端的实际空间坐标。
在一个实施例中,所述将信道状态信息转换成时域功率延迟数据,并通过时域功率延迟数据获得RSSI和RTT的数据包括以下步骤:
通过无线AP芯片导出的信道状态信息;
将信道状态信息通过小波变换算法得到时域功率延迟数据;
分析时域功率延迟数据,并获得终端定位的无线AP收集的RSSI和RTT的数据。
在一个实施例中,所述小波变换算法的转换步骤为:
定义信道状态信息的一个初始阈值和一个步长;
从初始阈值开始,每加一次步长,将阈值不断更新,并将绝对值比阈值小的小波系数值置零,并得出非零值的个数;
当两个邻近的阈值所得出的非零值合数差小于某一个信道状态信息的参数时,得出所需的阈值,并选取两个阈值中较小的阈值,并将该阈值定义为时域功率延迟数据。
具体的,通过正交小波变换将无线AP信号进行分解,采用分层阈值的方式对无线AP信号进行处理,RSSI的缩放因子大,表示小波比较寬,度量的是信号轮廓;RTT的缩放因子小,表示小波比较窄,度量的是信号的细节,所以RSSI就有较高的幅度值,从而较低频率回波脉冲保留了较详细的轮廓;而RTT有相对较低的幅度值,只保留下回波脉冲的高频细节部分,根据以上特征,采取有效措施,滤除RSSI和RTT中的不良影响。
在一个实施例中,所述衰减公式的计算公式为:
式中,为接收到的信号强度,为一米接收的信号强度,为常数,且随环境的变化而变化,为移动终端离无线AP的距离。
在一个实施例中,所述根据RSSI的距离与RTT的距离,利用高斯牛顿算法计算出终端的实际空间坐标包括以下步骤:
获取无线AP中RSSI的距离与RTT的距离;
将RSSI的距离与RTT的距离导入高斯牛顿算法的方程组中;
通过多次迭代解非线性方程组,将方程组的解的误差平方和将至最低;
根据方程组的解进行标记,并预估终端的位置。
具体的,当参与定位的无线AP选择完毕,就进入终端RSSI和RTT收集阶段即获得定位无线AP跟终端交互后的信道状态信息,获得信道状态信息后进入小波变换算法变换,经过获得功率延迟文件PDP,取得直接路径上的功率RSSI和计算衰减公式中的衰减系数,当小波变换算法变换完成之后就进入RSSI距离计算,根据衰减公式计算出一系列RSSI距离,并按照所有RSSI距离平均值加减一个可接受误差范围内的常数来确定有效地RSSI距离。
此外,高斯牛顿法的基本思想是使用泰勒级数展开式去近似地代替非线性回归模型,然后通过多次迭代,多次修正回归系数,使回归系数不断逼近非线性回归模型的最佳回归系数,最后使原模型的残差平方和达到最小。高斯牛顿法的一般步骤为:初始值的选择,其方法有三种,一是根据以往的经验选定初始值;二是用分段法求出初始值;三是对于可线性化的非线性回归模型,通过线性变换,然后施行最小平方法求出初始值。
所述无线AP数据过滤模块3,用于根据RSSI距离及RTT均值距离判断全部的RTT是否来自于同一信道,并过滤RTT,得到终端的物理位置坐标。
在一个实施例中,所述无线AP数据过滤模块包括RTT过滤模块及卡尔曼滤波模块;
所述RTT过滤模块,用于根据RSSI距离及RTT均值距离判断全部的RTT是否来自于同一信道,并过滤RTT得到卡尔曼滤波的RTT;
所述卡尔曼滤波模块,用于对RTT距离进行卡尔曼滤波。
在一个实施例中,所述对RTT距离进行卡尔曼滤波包括以下步骤:
获取可以进行卡尔曼滤波的相应的RTT,并计算出相应的RTT距离;
将计算完成的RTT输入卡尔曼滤波中,通过卡尔曼滤波消除偶然的噪声产生的影响,并得到更加有效的RTT距离;
将RTT的坐标输入终端坐标计算模块,得到终端的物理位置坐标;
返回定位服务器,定位服务器通过网页的方式展示给用户。
具体的,卡尔曼滤波是通过解线性系统状态的方程,通过系统输入输出观测数据,对系统状态进行最优估计的算法。由于观测数据包括系统中的噪声和干扰的影响,所以最优估计也可看作是滤波过程。卡尔曼滤波的效果是使动态的数据呈现一个平滑变化的结果。对每个AP到每个终端的距离di计算都设置一个卡尔曼滤波器,使其呈现一个平滑的变化,避免偶然的噪声对最终的终端位置造成影响。经过卡尔曼滤波处理后的终端到AP的距离,消除了偶然噪声的影响。
根据本发明的另一个实施例,还提供了一种基于功率检测的室内无线定位方法,该室内无线定位方法包括以下步骤:
S1、采集无线AP中RSSI和RTT的数据信息;
S2、处理无线AP中RSSI和RTT的数据信息,获得RSSI距离及RTT均值距离,并预估终端的位置;
S3、根据RSSI距离及RTT均值距离判断全部的RTT是否来自于同一信道,并过滤RTT,得到终端的物理位置坐标。
综上所述,借助于本发明的上述技术方案,本发明的无线定位系统为了提高终端的定位精度设计出一种独特的定为环境无线AP部署与切换方案,无线定位系统提高了终端的定位精度,并弃掉目前市面上普遍使用的三角形定位,采用凸四边形的无线AP选择定位算法的方式实现而成,测量数据收集模块是在测量请求下发模块的基础上,终端上线的无线AP向定位服务器上报终端的MAC地址、操作系统、厂商、型号、加密方式、频段及无线AP周围的APS(地图)以及参与终端定位的相关无线AP收集的一系列RSSI和RTT;本发明采用数据收集模块1、数据处理模块2及数据过滤模块3,对数据收集模块获得RTT进行过滤,以确保在计算终端坐标是所用到的RTT,对数据处理模块得到的RTT距离进行卡尔曼滤波,避免偶然的噪声对最终的终端位置造成影响;本发明在无线AP选择完毕时,就进入终端RSSI和RTT收集阶段即获得定位无线AP跟终端交互后的信道状态信息,获得信道状态信息后进入小波变换算法变换,经过获得功率延迟文件PDP,取得直接路径上的功率RSSI和计算衰减公式中的衰减系数,当小波变换算法变换完成之后就进入RSSI距离计算,根据衰减公式计算出一系列RSSI距离,并按照所有RSSI距离平均值加减一个可接受误差范围内的常数来确定有效地RSSI距离。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于功率检测的室内无线定位系统,其特征在于,该系统包括:无线AP数据收集模块、无线AP数据处理模块及无线AP数据过滤模块;
所述无线AP数据收集模块,用于采集无线AP中RSSI和RTT的数据信息;
所述无线AP数据处理模块,用于处理无线AP中RSSI和RTT的数据信息,获得RSSI距离及RTT均值距离,并预估终端的位置;
所述无线AP数据过滤模块,用于根据RSSI距离及RTT均值距离判断全部的RTT是否来自于同一信道,并过滤RTT,得到终端的物理位置坐标。
2.根据权利要求1所述的一种基于功率检测的室内无线定位系统,其特征在于,所述测量数据收集模块包括测量请求下发模块及测量数据收集模块;
所述测量请求下发模块,用于定位室内环境中无线AP信道的部署和切换,并参与定位无线AP的选择;
所述测量数据收集模块,用于无线AP向定位服务器上报终端的参数信息、无线AP周围的APS及参与终端定位的无线AP收集的RSSI和RTT。
3.根据权利要求1所述的一种基于功率检测的室内无线定位系统,其特征在于,所述无线AP数据处理模块包括变换模块、RSSI距离计算模块、RTT计算模块及终端坐标计算模块;
所述变换模块,用于将信道状态信息转换成时域功率延迟数据,并通过时域功率延迟数据获得RSSI和RTT的数据;
所述RSSI距离计算模块,用于将收集的RSSI数据通过衰减公式计算RSSI的距离;
所述RTT计算模块,用于将收集的RTT数据通过衰减公式计算RTT的距离;
所述终端坐标计算模块,用于根据RSSI的距离与RTT的距离,利用高斯牛顿算法计算出终端的实际空间坐标。
4.根据权利要求3所述的一种基于功率检测的室内无线定位系统,其特征在于,所述将信道状态信息转换成时域功率延迟数据,并通过时域功率延迟数据获得RSSI和RTT的数据包括以下步骤:
通过无线AP芯片导出的信道状态信息;
将信道状态信息通过小波变换算法得到时域功率延迟数据;
分析时域功率延迟数据,并获得终端定位的无线AP收集的RSSI和RTT的数据。
5.根据权利要求4所述的一种基于功率检测的室内无线定位系统,其特征在于,所述小波变换算法的转换步骤为:
定义信道状态信息的一个初始阈值和一个步长;
从初始阈值开始,每加一次步长,将阈值不断更新,并将绝对值比阈值小的小波系数值置零,并得出非零值的个数;
当两个邻近的阈值所得出的非零值合数差小于某一个信道状态信息的参数时,得出所需的阈值,并选取两个阈值中较小的阈值,并将该阈值定义为时域功率延迟数据。
6.根据权利要求5所述的一种基于功率检测的室内无线定位系统,其特征在于,所述衰减公式的计算公式为:
式中,为接收到的信号强度,为一米接收的信号强度,为常数,且随环境的变化而变化,为移动终端离无线AP的距离。
7.根据权利要求6所述的一种基于功率检测的室内无线定位系统,其特征在于,所述根据RSSI的距离与RTT的距离,利用高斯牛顿算法计算出终端的实际空间坐标包括以下步骤:
获取无线AP中RSSI的距离与RTT的距离;
将RSSI的距离与RTT的距离导入高斯牛顿算法的方程组中;
通过多次迭代解非线性方程组,将方程组的解的误差平方和将至最低;
根据方程组的解进行标记,并预估终端的位置。
8.根据权利要求1所述的一种基于功率检测的室内无线定位系统,其特征在于,所述无线AP数据过滤模块包括RTT过滤模块及卡尔曼滤波模块;
所述RTT过滤模块,用于根据RSSI距离及RTT均值距离判断全部的RTT是否来自于同一信道,并过滤RTT得到卡尔曼滤波的RTT;
所述卡尔曼滤波模块,用于对RTT距离进行卡尔曼滤波。
9.根据权利要求8所述的一种基于功率检测的室内无线定位系统,其特征在于,所述对RTT距离进行卡尔曼滤波包括以下步骤:
获取可以进行卡尔曼滤波的相应的RTT,并计算出相应的RTT距离;
将计算完成的RTT输入卡尔曼滤波中,通过卡尔曼滤波消除偶然的噪声产生的影响,并得到更加有效的RTT距离;
将RTT的坐标输入终端坐标计算模块,得到终端的物理位置坐标;
返回定位服务器,定位服务器通过网页的方式展示给用户。
10.一种基于功率检测的室内无线定位方法,用于实现权利要求1-9中任一项所述的基于功率检测的室内无线定位系统,其特征在于,该室内无线定位方法包括以下步骤:
S1、采集无线AP中RSSI和RTT的数据信息;
S2、处理无线AP中RSSI和RTT的数据信息,获得RSSI距离及RTT均值距离,并预估终端的位置;
S3、根据RSSI距离及RTT均值距离判断全部的RTT是否来自于同一信道,并过滤RTT,得到终端的物理位置坐标。
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