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专利号: 2022107783308
申请人: 武汉安辰鑫信息科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于半张量积压缩感知的室内定位方法,其特征在于包括以下步骤:步骤一、在目标区域内,随机部署L个无线接入点(Access Point,AP)和标定N个参考点(Reference Point,RP),同时标定k个测试点(Test Point,TP);

步骤二、在已知位置的RP处收集RSS读数的时间样本,在第j个RP处采集的第i个AP的原始RSS时间样本集记为{ψi,j(τ),τ=1,…,q,q>1},其中q为在第j个RP处对第i个AP采集的数据总次数,由此可以对采集到的RSS取均值,并建立离线数据库:其中ψi,j表示的是在第j个RP的第i个AP处所测量的RSS均值;

步骤三、通过聚类算法将离线阶段收集的RP划分为多个聚类,并为每个聚类分配一个聚类中心;

步骤四、在线阶段,测量每个测试点处的RSS样本值y;

步骤五、在线阶段的粗定位阶段,通过比较在线测量的RSS样本值y与聚类中心的距离,找到距离最近的聚类区域作为新的目标区域,从而缩小定位区域的大小,其中,缩小后的聚类区域中的RP数量为N';

步骤六、在线阶段的精细定位阶段,利用半张量积理论,来构造低阶的AP选择矩阵,从而搭建STP‑CS模型,具体包括以下步骤:步骤六(一)、由于用户在给定时刻的位置在离散空间域中是唯一的,因此可以将定位问题转化为需要求解的稀疏问题,因此,可以使用稀疏向量θ来表示用户的位置,θ是一个N'×1的向量,其中,只有θ(n)=1,其余元素都等于0,最终的用户位置为θ=1所对应的位置索引,即RP的索引,所以,通过寻找最优θ,可以找到相应的用户位置,表示为:T

θ=[0,…,0,1,0…,0]

步骤六(二)、利用Fisher准则找到该聚类区域中得分最高的AP子集,得到维度为的AP选择矩阵,其中, 是所有AP的一个子集, 是所有AP的最佳子集,而M是原始CS模型中AP的一个子集,因此,在STP‑CS模型中需要满足步骤六(三)、STP‑CS模型既满足了传统CS模型的采样要求,又满足了CS理论的限制等距性和相互不相干特性,与传统的CS模型相比,该模型只改变了矩阵的大小,但不改变矩阵的任何特征,因此,该模型中y仍然表示在线测量的RSS值,表示为:其中 为低阶的AP选择矩阵,ΨL×N'是经过粗定位之后得到的较小的定位区域的RSS值,θN'×1是用户位置向量,N'为粗定位后RP的个数,为半张量积符号,因此,半张量积的计算方法如下:其中 n为p的因子,即p=nt,aij∈A,bij∈B;

步骤七、根据构造的STP‑CS模型,利用IRLS算法实现稀疏位置的恢复,找到用户位置的索引,从而得到位置的估计,具体包括以下步骤:步骤七(一)、STP‑CS问题可以通过凸优化来解决,即需要求解的是l1范数的最小化问题:步骤七(二)、采用IRLS算法来实现,在该算法中,引入了迭代权重的概念,即:(n‑1) ‑1

w=|Y |

其中权重值通过迭代得到;

步骤七(三)、最后得到位置索引,然后通过位置索引找到对应的位置,可以表示为:其中,Dn是一个对角矩阵,值为