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专利号: 2020110389581
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于动态环境的自适应室内融合定位方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)基于CIR进行离线阶段的定位点参数采集;

(2)基于5G定位基站对待测定位目标进行参数获取及分析;

(3)采用多边定位法对待测目标定位,并对预测位置和实际位置进行误差分析;

(4)采用CIR指纹定位法进行待测目标定位,并对预测位置与实际位置进行误差分析;

(5)以多边定位法测量的位置为测试值,CIR指纹定位法预测的位置为预测值,根据两者的误差,进行基于均方误差的融合计算,估算最优的位置;

(6)基于室内环境变化自适应的融合定位;

所述步骤(6)实现过程如下:由RSSI测距模型,得A和B两点之间的接收信号强度,如以下公式:其中,A和B是两个位置,Q和U是经验常数,RSSIAB表示位置A接收到位置B的RSSI值;而环境的变化会带来Q和U的变化,通过对两个常数估计来减小环境变化带来的影响,来保证环境变化对距离计算的影响小:

(A1,A2),(B1,B2)和(C1,C2)分别表示5G定位基站的位置;同样的方法计算出UB,QB和UC,QC,环境变换后的模型参数更新为:寻找变化最小的5G定位基站,结合图像识别判断障碍物对5G定位基站的影响;当障碍物在5G定位基站和目标的路径内半平面内,则对CIR信号的影响特别大,需要切换到满足路径外平面的5G定位基站,根据接收参数的相似性来预测位置,用如下公式:其中,[τe,pe,fe]表示环境变化后的接收参数,[τk,pk,fk]表示离线CIR指纹库参数,|·|表示取模运算;

每个5G定位基站分别建立多边定位法和CIR指纹定位法的误差修正库,修正后的误差为:

enda=C1(category,size,distance1,eda)enca=C2(category,size,distance2,eca)其中,C1()和C2()分别为多边定位法和CIR指纹定位法的误差修正的映射关系;

计算均方误差:

其中,H1和H2代表误差系数;

融合定位计算:

xa=xd+(xc‑xd)·H2ya=yc+(yd‑yc)·H1la=(xa,ya)

其中,la是融合定位计算结果。

2.根据权利要求1所述的基于动态环境的自适应室内融合定位方法,其特征在于,所述步骤(2)包括以下步骤:

(21)5G定位基站采集待测目标点的时延、功率和频率参数;

(22)采集和分析室内环境图像;

(23)进行获取数据的处理。

3.根据权利要求1所述的基于动态环境的自适应室内融合定位方法,其特征在于,所述步骤(3)实现过程如下:

d1,d2和d3分别是三个5G定位基站与目标的计算距离,(A1,A2),(B1,B2)和(C1,C2)分别表示5G定位基站的位置,则可得:其中,ε(d)≤εmax是距离误差;第i次计算的位置为 而目标的实际位置为则平均误差可以表示为:

其中,J表示获取的总数据组数。

4.根据权利要求1所述的基于动态环境的自适应室内融合定位方法,其特征在于,所述步骤(4)实现过程如下:

5G定位基站根据时延、功率和频率等参数建立离线CIR指纹库,CIR表示为:其中,an为信道增益, 表示频率偏移,τn为信道时延;

CIR指纹库用以下公式表示:lc=F{τ,p,f}

其中,lc=(xc,yc)表示位置,F为映射关系,τ={τ1,τ2...τN}表示时延,p={p1,p2...pN}表示功率,f={f1,f2...fN}表示频率;

假设第i次预测的位置为 而目标的实际位置为 则平均误差可以表示为: