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专利号: 2022110616194
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于蜂窝网络RSSI的室内定位方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:通过目标节点采集三个信号发射器发出的原始RSSI数据,并进行滤波处理;

S2:分别将滤波处理后的三个信号发射器发出的原始RSSI数转化为距离;

S3:以信号发射器为圆心和该信号发射器发出的RSSI数据转化的距离为半径建立三个圆形区域,并确定建立的三个圆形区域的相交区域,若没有相交区域,则采用等比放大的方法确定相交区域;

S4:在相交区域建立目标节点的距离和坐标之间的目标函数;

在相交区域建立目标节点的距离和坐标之间的目标函数,表示为:其中,Fi表示蜜源xi到各个锚节点的实际距离与RSSI测距距离之差的和,(xi1,xi2)表示某个蜜源的坐标,(pk,qk)表示锚点k的坐标,di,k表示与蜜源xi有关的锚点k到蜜源xi的距离,n表示锚点数;

S5:采用基于莱维飞行改进的人工蜂群算法求解目标函数,确定出目标节点的位置;

S51:在三个圆形区域的相交区域内初始化种群,并生成初始化蜜源;

生成初始化蜜源,表示为:

Xi,j=Xmin,j+rand(0,1)(Xmax,j‑Xmin,j)其中,Xi,j表示第i个蜜源的第j维度的值,i∈{1,2,…,M},j∈{1,2,…,D};Xmax,j、Xmin,j分别表示第j维度的最大值和最小值,rand(0,1)表示开区间0到1之间的随机数;

S52:根据初始化蜜源采用莱维飞行改进后的蜂群算法搜索新的蜜源,并更新蜜源;

采用莱维飞行改进后的蜂群算法搜索新的蜜源,表示为:其中, 表示第i个蜜源Xi在第t+1次迭代中的第j维度的值, 表示第i个蜜源在第t次迭代中的第j维度的值,rand[‑1,1]表示‑1到1之间的随机数,levy()表示经莱维飞行策略更新后的位置, 表示不同于Xi的蜜源在第t次迭代中的第j维度的值,α表示步长控制量, 表示点对点乘法操作,L(λ)表示由Mantegna算法模拟的莱维飞行随机步长, Γ表示Gamma函数,λ表示常量,1<λ≤3;

S53:通过蜜源的浓度或适应度计算跟随蜂选择新的蜜源的概率,选择概率最大的蜜源为最优的蜜源,即定位出的目标节点的位置;

通过蜜源的浓度或适应度计算跟随蜂选择新的蜜源的概率,表示为:其中,Pi为选择第i个蜜源的概率,M表示蜜源数,fitj表示第j个蜜源的浓度或者适应度,fiti表示第i个蜜源的浓度或者适应度, ||表示取绝对值操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝网络RSSI的室内定位方法,其特征在于,对采集的原始RSSI数据进行滤波处理,具体包括:S11:使用k‑means算法将原始RSSI数据分为k个类簇,剔除其中聚类中心最大和最小的两个类簇;

S12:对k‑means算法处理后的RSSI数据进行高斯滤波。

3.根据权利要求2所述的一种基于蜂窝网络RSSI的室内定位方法,其特征在于,对RSSI数据进行高斯滤波,表示为:其中,f(RSSIk)表示密度函数,exp()表示指数函数,μ表示该高斯分布的均值,2

σ表示方差,σ表示标准差, RSSIk为第k

次采集到的信号强度,n表示采集的总次数。

4.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝网络RSSI的室内定位方法,其特征在于,将原始RSSI数据转化为距离,表示为:(A‑RSSI(d))/10m

d'=10

其中,d'表示对RSSI(d)值的估计距离,A表示距离信号发送端1m时的RSSI值,RSSI(d)表示距离信号发送端dm时的RSSI值,m表示路径损耗指数。

5.根据权利要求1所述的一种基于蜂窝网络RSSI的室内定位方法,其特征在于,采用等比放大的方法确定相交区域,具体包括:分别对三个圆进行等比例放大直至三个圆有共同的公共区域,根据等比例放大的三个圆的公共区域的交点作到各圆心的线段,将该线段与等比放大之前的圆的交点连接,得到六边形,在该六边形外作最小的矩形,得到三个圆形区域的相交区域。