本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及無線室內(nèi)定位技術(shù)領(lǐng)域的一種基于泰勒級數(shù)展開對室內(nèi)目標(biāo)的測距定位方法。本發(fā)明可以利用無線傳播信號強(qiáng)度值對室內(nèi)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)高精度定位，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于基于無線信號強(qiáng)度值實(shí)現(xiàn)測距定位的應(yīng)用場合。

背景技術(shù)：

室內(nèi)定位技術(shù)在消費(fèi)者和企業(yè)服務(wù)領(lǐng)域都有廣闊的發(fā)展前景，其可以為消費(fèi)者提供商場導(dǎo)購、停車場反向?qū)ぼ?，家人防走散、位置服?wù)交友、展廳自助導(dǎo)游等服務(wù)。企業(yè)應(yīng)用則包括人流監(jiān)控和分析、智慧倉儲和物流、智能制造、緊急救援、人員資產(chǎn)管理和服務(wù)機(jī)器人等，可以促進(jìn)零售、急救、制造、能源、醫(yī)療等行業(yè)加速擁抱物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，大幅提升營銷和運(yùn)營效率。

基于無線信號強(qiáng)度的室內(nèi)定位技術(shù)主要分為場景分析法和測距定位兩種方法。場景分析法通過匹配在線階段與離線階段收集到的信息序列從而決定無線終端更靠近哪個指紋點(diǎn)，相似度最高的指紋點(diǎn)就是估計(jì)出的位置。測距定位法是根據(jù)信號在自由空間經(jīng)過傳播路徑損耗信號強(qiáng)度隨距離而變化的一種計(jì)算方法，根據(jù)其變化規(guī)律推算出無線終端的估計(jì)位置。在實(shí)際應(yīng)用中，由于無線傳播信號在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中易受到反射、繞射、散射、多徑效應(yīng)等因素影響，使得無線信號在傳播過程中造成路徑損耗從而在定位過程中引起定位誤差。為了解決路徑損耗帶來的定位誤差的問題，通常選擇特定環(huán)境下能夠更加貼切描述無線信號傳播過程的路徑損耗模型和性能更優(yōu)的定位算法，期望通過更加準(zhǔn)確的信號強(qiáng)度和距離之間的關(guān)系和改進(jìn)的定位算法來提高定位精度。

電子科技大學(xué)在所提出的專利申請文件“一種室內(nèi)定位方法”(申請?zhí)枺?01210332190.8，公開號：102880673a)中公開了一種基于所有參考點(diǎn)的近鄰點(diǎn)數(shù)據(jù)的情景分析定位方法。該方法通過在離線階段建立近鄰點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，在線階段將待定位點(diǎn)的k個近鄰點(diǎn)和它的近鄰點(diǎn)的n個近鄰點(diǎn)的坐標(biāo)加權(quán)求和作為待定位點(diǎn)的坐標(biāo)估計(jì)結(jié)果返回。雖然該方法一定程度上挖掘了rss指紋數(shù)據(jù)庫中有效信息，有效避免了非視距傳輸效應(yīng)、多徑傳播效應(yīng)等因素對定位精度的影響，但該方法仍然存在的不足是，應(yīng)用環(huán)境下某一參考點(diǎn)位置發(fā)生變化將導(dǎo)致所建立的數(shù)據(jù)庫不能使用，后期維護(hù)成本過大不利于推廣。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)在所提出的專利申請文件“wifi室內(nèi)定位方法”(申請?zhí)枺?01310017411.7，公開號：103096466a)中公開了一種基于支持向量機(jī)計(jì)算待定位點(diǎn)坐標(biāo)的定位方法。該方法通過在離線階段由支持向量機(jī)算法預(yù)先將數(shù)據(jù)按照不同的空間位置合理劃分為若干子區(qū)域，在線定位階段通過主成分分析算法得到待定位點(diǎn)坐標(biāo)估計(jì)值。雖然該方法可以大幅降低數(shù)據(jù)量，通過區(qū)域空間坐標(biāo)的聚集達(dá)到提高定位精度的目的，但該方法仍然存在的不足是，近鄰點(diǎn)之間相似度不足，不能去除定位中奇異點(diǎn)對定位結(jié)果的不利影響，只能進(jìn)行區(qū)域的區(qū)分，不能提高定位結(jié)果的穩(wěn)定性和進(jìn)行高精度定位。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述已有的技術(shù)的不足，提出了一種基于泰勒級數(shù)展開對室內(nèi)目標(biāo)的測距定位方法，實(shí)現(xiàn)了高精度的室內(nèi)測距定位技術(shù)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基本思想是，將采集到的所有有效測距接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值通過小波濾波器濾波，依據(jù)接收信號強(qiáng)度值從大到小進(jìn)行排序，選取合適的分組間距對已排好序的有效測距接入點(diǎn)進(jìn)行分組，將每一組有效測距接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值經(jīng)過已訓(xùn)練好的后向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型得到對應(yīng)的距離信息，利用每組的距離信息按照泰勒級數(shù)展開得到對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置坐標(biāo)估計(jì)值，將所有位置坐標(biāo)估計(jì)值依次連接形成定位圈，求取此定位圈的質(zhì)心坐標(biāo)作為室內(nèi)目標(biāo)的最終的位置坐標(biāo)。

本發(fā)明的具體步驟如下：

(1)設(shè)置室內(nèi)目標(biāo)的測距參考點(diǎn)：

(1a)將室內(nèi)目標(biāo)的正東方向作為橫軸，室內(nèi)目標(biāo)的正北方向作為縱軸，建立一個的坐標(biāo)系；

(1b)以室內(nèi)目標(biāo)的質(zhì)心作為同心圓的圓心，距圓心1米為起始值，每間隔1米作為半徑共20個同心圓，在每個同心圓上均勻設(shè)置測距參考點(diǎn)；

(1c)記錄所有測距參考點(diǎn)的物理地址和與坐標(biāo)系對應(yīng)的位置坐標(biāo)；

(2)構(gòu)建室內(nèi)目標(biāo)的有效測距信號樣本集：

(2a)用戶手持終端利用無線網(wǎng)絡(luò)信號掃描工具，在室內(nèi)目標(biāo)的質(zhì)心位置處每間隔3秒接收來自每一個無線信號接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值，共接收10次；

(2b)將接收到的所有無線信號接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值，經(jīng)過小波濾波器濾除噪聲后，計(jì)算每一個無線信號接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值的平均值；

(2c)將一個無線信號接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度平均值以及與其對應(yīng)的物理地址，構(gòu)成該無線信號接入點(diǎn)的樣本信息；

(2d)利用每一個無線信號接入點(diǎn)的樣本信息構(gòu)建測距信號樣本集；

(2e)將測距信號樣本集中樣本的物理地址與測距參考點(diǎn)的物理地址相同的樣本，添加到有效測距信號樣本集中；

(3)統(tǒng)計(jì)室內(nèi)目標(biāo)的有效測距接入點(diǎn)總數(shù)：

(3a)將有效測距信號樣本集中接收信號強(qiáng)度值在閾值范圍內(nèi)中的樣本，作為有效測距接入點(diǎn)；

(3b)統(tǒng)計(jì)室內(nèi)目標(biāo)的有效測距接入點(diǎn)總數(shù)；

(4)判斷有效測距接入點(diǎn)的總數(shù)是否大于3，若是，則執(zhí)行步驟(5)，否則，利用數(shù)學(xué)處理方法，得到室內(nèi)目標(biāo)的位置估計(jì)值，執(zhí)行步驟(9)；

(5)判斷有效測距接入點(diǎn)的總數(shù)是否小于5，若是，則執(zhí)行步驟(6)，否則，執(zhí)行步驟(7)；

(6)采用最小二乘法實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行定位：

(6a)按照下式，計(jì)算差值矩陣中每一行的第一列元素：

xi1＝xj-xk

其中,xi1表示排列在差值矩陣第i行中的第一列元素，xj表示第j個有效測距接入點(diǎn)的橫坐標(biāo)值,j的取值與i相同，j在1到有效測距接入點(diǎn)總數(shù)減1范圍內(nèi)取值，xk表示第k個有效測距接入點(diǎn)的橫坐標(biāo)值,k的取值與有效測距接入點(diǎn)總數(shù)相同；

(6b)按照下式，計(jì)算差值矩陣中每一行的第二列元素：

yn2＝y(tǒng)m-yp

其中，yn2表示排列在差值矩陣x第n行第二列的元素，ym表示第m個有效測距接入點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，m的取值與n相同，m在1到有效測距接入點(diǎn)總數(shù)減1范圍內(nèi)取值，yp表示第p個有效測距接入點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，p的取值與有效測距接入點(diǎn)總數(shù)相同；

(6c)按照下式，計(jì)算過渡列向量中每一行的元素：

ya＝xk²+yp²+db²-xb²-yb²-dh²

其中，ya表示排列在過渡列向量y中第a行的元素，db表示以第b個有效測距接入點(diǎn)的信號強(qiáng)度值作為測距模型的輸入對應(yīng)得到的輸出，b的取值與a相同，xb表示第b個有效測距節(jié)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，yb表示第b個有效測距接入點(diǎn)的縱坐標(biāo)，dh表示以第h個有效測距接入點(diǎn)的信號強(qiáng)度值作為測距模型的輸入對應(yīng)得到的輸出，h的取值與有效測距接入點(diǎn)總數(shù)相同；

(6d)按照下式，計(jì)算室內(nèi)目標(biāo)的位置坐標(biāo)列向量：

location＝[(x^tx)^-1x^ty]^t

其中，location表示室內(nèi)目標(biāo)的位置坐標(biāo)列向量，x表示差值矩陣，t表示轉(zhuǎn)置操作，-1表示求逆操作，y表示過渡列向量；

(6e)將所計(jì)算得到的位置坐標(biāo)列向量location中第一行元素作為室內(nèi)目標(biāo)的橫坐標(biāo)估計(jì)值，第二行元素作為室內(nèi)目標(biāo)的縱坐標(biāo)估計(jì)值；

(7)獲取室內(nèi)目標(biāo)定位圈：

(7a)依據(jù)有效測距接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值從大到小進(jìn)行排序；

(7b)選取一個任意大于3且小于有效測距接入點(diǎn)總數(shù)的正整數(shù)作為分組間距，在已排好序的有效測距接入點(diǎn)中依次選取接入點(diǎn)作為分組起始點(diǎn)，從分組起始點(diǎn)開始選取分組間距個有效測距接入點(diǎn)作為一個分組，可得到的分組總數(shù)為有效測距接入點(diǎn)總數(shù)與分組間距之差加1；

(7c)將每一組的有效測距接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值輸入到測距模型，將測距模型的輸出作為當(dāng)前分組的距離信息；

(7d)采用泰勒級數(shù)展開定位法，依次根據(jù)每一組有效測距接入點(diǎn)的距離信息，得到對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)值；

(7e)將根據(jù)所有分組所求得的室內(nèi)目標(biāo)估計(jì)位置依次連接形成一個以室內(nèi)目標(biāo)為中心的定位圈；

(8)獲得室內(nèi)目標(biāo)位置坐標(biāo)估計(jì)值：

(8a)按照下列公式，計(jì)算定位圈的質(zhì)心系數(shù)：

其中，b表示定位圈的質(zhì)心系數(shù)，σ表示求和操作，q表示已排序有效測距接入點(diǎn)的分組總數(shù)，locq,x表示第q個分組對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，locq+1,y表示第q+1個分組對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)，locq+1,x表示第q+1個分組對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，locq,y表示第q個分組對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)；

(8b)按照下式，計(jì)算定位圈質(zhì)心的坐標(biāo)估計(jì)值：

其中，locationx表示定位圈質(zhì)心的橫坐標(biāo)估計(jì)值，locationy表示定位圈質(zhì)心的縱坐標(biāo)估計(jì)值；

(8c)將定位圈質(zhì)心的橫坐標(biāo)作為室內(nèi)目標(biāo)的橫坐標(biāo)估計(jì)值，定位圈質(zhì)心的縱坐標(biāo)作為室內(nèi)目標(biāo)的縱坐標(biāo)估計(jì)值；

(9)在室內(nèi)地圖上顯示室內(nèi)目標(biāo)的位置：

(9a)按照轉(zhuǎn)換比例，將室內(nèi)目標(biāo)所處室內(nèi)環(huán)境的平面圖轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的室內(nèi)地圖；

(9b)按照轉(zhuǎn)換比例，將室內(nèi)目標(biāo)估計(jì)位置估計(jì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為像素點(diǎn)坐標(biāo)，在室內(nèi)地圖上標(biāo)識像素點(diǎn)坐標(biāo)所在的位置。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

第一，由于本發(fā)明通過引入小波濾波器，對采集到的所有無線信號強(qiáng)度值進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，克服了高斯濾波技術(shù)缺乏對無線信號的非平穩(wěn)特性刻畫的不足，使得本發(fā)明濾除了奇異點(diǎn)對定位結(jié)果的影響，進(jìn)而提高了定位結(jié)果的穩(wěn)定性。

第二，由于本發(fā)明對有效測距接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值從大到小進(jìn)行排序，最大化利用了接入點(diǎn)信號強(qiáng)度值越大與室內(nèi)目標(biāo)距離越近這一原理，克服了現(xiàn)有技術(shù)中有效測距接入點(diǎn)與室內(nèi)目標(biāo)的相似度關(guān)系不明確的不足，使得本發(fā)明獲得的室內(nèi)目標(biāo)的位置與有效測距接入點(diǎn)的相似度得到提高，定位圈質(zhì)心坐標(biāo)更靠近室內(nèi)目標(biāo)所在的實(shí)際位置，不需要后期維護(hù)，提高了定位精度。

第三，由于本發(fā)明在有效測距接入點(diǎn)個數(shù)不小于5的情況下根據(jù)泰勒級數(shù)展開獲得室內(nèi)目標(biāo)定位圈，以定位圈的質(zhì)心位置作為最終的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中對定位過程只依靠指紋庫中近鄰點(diǎn)的相似度求取室內(nèi)目標(biāo)的位置估計(jì)的不足，在求解過程中根據(jù)所設(shè)的預(yù)期閾值不斷的調(diào)整，直到達(dá)到預(yù)期誤差才會返回的位置形成的定位圈質(zhì)心坐標(biāo)作為最終結(jié)果，即使測量距離存在一定誤差時，使得本發(fā)明具有高精度的定位優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程圖；

圖2為本發(fā)明所采用的泰勒級數(shù)展開定位方法的示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

參照圖1，本發(fā)明的具體步驟如下。

步驟1.設(shè)置室內(nèi)目標(biāo)的測距參考點(diǎn)。

將室內(nèi)目標(biāo)的正東方向作為橫軸，室內(nèi)目標(biāo)的正北方向作為縱軸，建立一個的坐標(biāo)系。

以室內(nèi)目標(biāo)的質(zhì)心作為同心圓的圓心，距圓心1米為起始值，每間隔1米作為半徑共20個同心圓，在每個同心圓上均勻設(shè)置測距參考點(diǎn)。

記錄所有測距參考點(diǎn)的物理地址和與坐標(biāo)系對應(yīng)的位置坐標(biāo)。

步驟2.構(gòu)建室內(nèi)目標(biāo)的有效測距信號樣本集。

用戶手持終端利用無線網(wǎng)絡(luò)信號掃描工具，在室內(nèi)目標(biāo)的質(zhì)心位置處每間隔3秒接收來自每一個無線信號接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值，共接收10次。

將接收到的所有無線信號接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值，經(jīng)過小波濾波器濾除噪聲后，計(jì)算每一個無線信號接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值的平均值。

將一個無線信號接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度平均值以及與其對應(yīng)的物理地址，構(gòu)成該無線信號接入點(diǎn)的樣本信息。

利用每一個無線信號接入點(diǎn)的樣本信息構(gòu)建測距信號樣本集。

將測距信號樣本集中樣本的物理地址與測距參考點(diǎn)的物理地址相同的樣本，添加到有效測距信號樣本集中。

步驟3.統(tǒng)計(jì)室內(nèi)目標(biāo)的有效測距接入點(diǎn)總數(shù)。

將有效測距信號樣本集中接收信號強(qiáng)度值在閾值范圍內(nèi)中的樣本，作為有效測距接入點(diǎn)，所設(shè)置的閾值范圍為[-100db，0db]。

統(tǒng)計(jì)室內(nèi)目標(biāo)的有效測距接入點(diǎn)總數(shù)。

步驟4.判斷有效測距接入點(diǎn)的總數(shù)是否大于3，若是，則執(zhí)行步驟(5)，否則，利用數(shù)學(xué)處理方法，得到室內(nèi)目標(biāo)的位置估計(jì)值，執(zhí)行步驟(9)。

數(shù)學(xué)處理方法是指按照下列三種情況分別進(jìn)行處理：

第一種，當(dāng)有效測距接入點(diǎn)的總數(shù)為0時，將(0，0)作為室內(nèi)目標(biāo)的位置估計(jì)；

第二種，當(dāng)有效測距接入點(diǎn)的總數(shù)為1時，將接入點(diǎn)的坐標(biāo)作為室內(nèi)目標(biāo)的位置估計(jì)；

第三種，當(dāng)有效測距接入點(diǎn)的總數(shù)為2時，將接入點(diǎn)的坐標(biāo)的加權(quán)平均值，作為室內(nèi)目標(biāo)的位置估計(jì)；所述的加權(quán)系數(shù)是由下式計(jì)算得到的：

其中，wc表示第c個有效測距接入點(diǎn)的加權(quán)系數(shù)，dc表示第c個有效測距接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值輸入到測距模型后得到的輸出。

步驟5.判斷有效測距接入點(diǎn)的總數(shù)是否小于5，若是，則執(zhí)行步驟(6)，否則，執(zhí)行步驟(7)。

步驟6.采用最小二乘法實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行定位：

按照下式，計(jì)算差值矩陣中每一行的第一列元素：

xi1＝xj-xk

其中,xi1表示排列在差值矩陣第i行中的第一列元素，xj表示第j個有效測距接入點(diǎn)的橫坐標(biāo)值,j的取值與i相同，j在1到有效測距接入點(diǎn)總數(shù)減1范圍內(nèi)取值，xk表示第k個有效測距接入點(diǎn)的橫坐標(biāo)值,k的取值與有效測距接入點(diǎn)總數(shù)相同。

按照下式，計(jì)算差值矩陣中每一行的第二列元素：

yn2＝y(tǒng)m-yp

其中，yn2表示排列在差值矩陣x第n行第二列的元素，ym表示第m個有效測距接入點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，m的取值與n相同，m在1到有效測距接入點(diǎn)總數(shù)減1范圍內(nèi)取值，yp表示第p個有效測距接入點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，p的取值與有效測距接入點(diǎn)總數(shù)相同。

按照下式，計(jì)算過渡列向量中每一行的元素：

ya＝xk²+yp²+db²-xb²-yb²-dh²

其中，ya表示排列在過渡列向量y中第a行的元素，db表示以第b個有效測距接入點(diǎn)的信號強(qiáng)度值作為測距模型的輸入對應(yīng)得到的輸出，b的取值與a相同，xb表示第b個有效測距節(jié)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，yb表示第b個有效測距接入點(diǎn)的縱坐標(biāo)，dh表示以第h個有效測距接入點(diǎn)的信號強(qiáng)度值作為測距模型的輸入對應(yīng)得到的輸出，h的取值與有效測距接入點(diǎn)總數(shù)相同。

測距模型是按照下式構(gòu)建的：

第一步，選擇一個與測距參考點(diǎn)使用的同批次同型號的無線信號發(fā)射器，放置在可視距離超過30米的任意位置處；

第二步，以所選的無線信號發(fā)射器的放置點(diǎn)作為信號發(fā)射源，距離源點(diǎn)0.8米處作為第一個標(biāo)記點(diǎn)，每間隔0.8米選取一個標(biāo)記點(diǎn)，依次獲取50個標(biāo)記點(diǎn)，記錄每一個標(biāo)記點(diǎn)與信號發(fā)射源的直線距離值；

第三步，在每一個標(biāo)記點(diǎn)處，每隔1分鐘采集一次無線信號發(fā)射器的接收信號強(qiáng)度值，共采集60次；

第四步，將每個標(biāo)記點(diǎn)采集到的接收信號強(qiáng)度值，經(jīng)過小波濾波器進(jìn)行濾波，計(jì)算每個標(biāo)記點(diǎn)接收信號強(qiáng)度平均值；

第五步，將所有標(biāo)記點(diǎn)的接收信號平均值與其對應(yīng)標(biāo)記點(diǎn)的直線距離值作為訓(xùn)練樣本；

第七步，對訓(xùn)練樣本進(jìn)行歸一化；

第八步，建立后向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將共軛梯度法作為其訓(xùn)練算法，sigmoid作為激勵函數(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)定為1：26：1；

第九步，確定了后向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型后，利用訓(xùn)練樣本反復(fù)訓(xùn)練后向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直到誤差小于1，保存訓(xùn)練所得到的后向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，同時將其封裝成一個測距模型。

按照下式，計(jì)算室內(nèi)目標(biāo)的位置坐標(biāo)列向量：

location＝[(x^tx)^-1x^ty]^t

其中，location表示室內(nèi)目標(biāo)的位置坐標(biāo)列向量，x表示差值矩陣，t表示轉(zhuǎn)置操作，-1表示求逆操作，y表示過渡列向量。

將所計(jì)算得到的位置坐標(biāo)列向量location中第一行元素作為室內(nèi)目標(biāo)的橫坐標(biāo)估計(jì)值，第二行元素作為室內(nèi)目標(biāo)的縱坐標(biāo)估計(jì)值。

步驟7.獲取室內(nèi)目標(biāo)定位圈。

依據(jù)有效測距接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值從大到小進(jìn)行排序。

選取一個任意大于3且小于有效測距接入點(diǎn)總數(shù)的正整數(shù)作為分組間距，在已排好序的有效測距接入點(diǎn)中依次選取接入點(diǎn)作為分組起始點(diǎn)，從分組起始點(diǎn)開始選取分組間距個有效測距接入點(diǎn)作為一個分組，可得到的分組總數(shù)為有效測距接入點(diǎn)總數(shù)與分組間距之差加1。

將每一組的有效測距接入點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度值輸入到測距模型，將測距模型的輸出作為當(dāng)前分組的距離信息。

采用泰勒級數(shù)展開定位法，依次根據(jù)每一組有效測距接入點(diǎn)的距離信息，得到對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)值。

泰勒級數(shù)展開定位法是利用泰勒級數(shù)展開的數(shù)學(xué)原理計(jì)算室內(nèi)目標(biāo)的位置坐標(biāo)的一種方法，具體執(zhí)行步驟如下：

第一步，選取室內(nèi)任何位置坐標(biāo)作為室內(nèi)目標(biāo)位置初始值，[0.01,1]中的任意數(shù)作為預(yù)期期望誤差；

第二步，根據(jù)有效測距接入點(diǎn)到所設(shè)置的室內(nèi)目標(biāo)初始位置之間的距離差值關(guān)系獲得泰勒展開公式如下：

其中，fs(xe,ye)表示第s個有效接入點(diǎn)分組對應(yīng)的泰勒級數(shù)展開公式，xc表示第c個有效測距接入點(diǎn)的縱坐標(biāo)值,yc表示第c個有效測距接入點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，s的取值與c相同，xe表示所設(shè)置的室內(nèi)目標(biāo)位置的初始橫坐標(biāo)，ye表示所設(shè)置的坐標(biāo)初始的縱坐標(biāo)值，表示開根號符號，|·|表示求絕對值操作；

第三步，依據(jù)第s個有效接入點(diǎn)的泰勒級數(shù)展開公式fs(xe,ye)對所設(shè)置的室內(nèi)目標(biāo)位置的初始橫坐標(biāo)求取一階導(dǎo)數(shù)作為導(dǎo)數(shù)矩陣第s行第一列元素，對所設(shè)置的室內(nèi)目標(biāo)位置的初始縱坐標(biāo)求一階導(dǎo)數(shù)，將該一階導(dǎo)數(shù)值作為導(dǎo)數(shù)矩陣第s行第二列元素，獲得導(dǎo)數(shù)矩陣；

第四步，按照下式，計(jì)算有效測距接入點(diǎn)到所設(shè)置的初始位置的距離差值，將第j個有效測距接入點(diǎn)到所設(shè)初始位置的距離差值排列在距離差值矩陣的第j行第一列，獲得距離差值列向量：

其中，disr表示第r個有效測距接入點(diǎn)到所設(shè)置的所設(shè)的初始位置的距離差值，表示開根號操作,r的取值過程與c對應(yīng)相等；

第五步，按照下式，對一組有效測距節(jié)點(diǎn)依據(jù)泰勒展開公式得到差值列向量：

其中，δ表示計(jì)算得到的室內(nèi)目標(biāo)坐標(biāo)估計(jì)值與所設(shè)定的初始坐標(biāo)值的差值列向量，[·]表示向量符號，δx表示室內(nèi)目標(biāo)橫坐標(biāo)差值估計(jì)值，δy表示室內(nèi)目標(biāo)縱坐標(biāo)差值估計(jì)值，a表示導(dǎo)數(shù)矩陣，f表示距離差值列向量；

第六步，按照下式，判斷差值列向量是否滿足泰勒級數(shù)展開定位結(jié)束條件δx+δy≤ε，其中，ε表示所設(shè)置的預(yù)期期望誤差，若是，則執(zhí)行第八步，否則，執(zhí)行第七步；

第七步，將所設(shè)置的室內(nèi)目標(biāo)位置的初始橫坐標(biāo)與橫坐標(biāo)差值估計(jì)之和替換所設(shè)置的初始橫坐標(biāo)，初始縱坐標(biāo)與縱坐標(biāo)差值估計(jì)之和替換所設(shè)置初始縱坐標(biāo)，執(zhí)行第二步；

第八步，將室內(nèi)目標(biāo)差值與所設(shè)置的初始位置坐標(biāo)之和作為最終的結(jié)果輸出。

參照圖2的泰勒級數(shù)展開定位流程圖對每一組有效測距接入點(diǎn)的距離信息得到室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)坐標(biāo)。圖2中的x表示所設(shè)置的初始橫坐標(biāo)，y表示所設(shè)置的初始縱坐標(biāo)，δx表示利用泰勒級數(shù)方法計(jì)算得到的橫坐標(biāo)與設(shè)置的初始值之間的差值，δy表示利用泰勒級數(shù)方法計(jì)算得到的縱坐標(biāo)與所設(shè)置的初始值之間的差值，ε表示所設(shè)置的預(yù)期期望誤差，δx+δy≤ε表示判斷當(dāng)前計(jì)算是否結(jié)束的條件。

將根據(jù)所有分組所求得的室內(nèi)目標(biāo)估計(jì)位置依次連接形成一個以室內(nèi)目標(biāo)為中心的定位圈。

步驟8.獲得室內(nèi)目標(biāo)位置坐標(biāo)估計(jì)值。

按照下列公式，計(jì)算定位圈的質(zhì)心系數(shù)：

其中，b表示定位圈的質(zhì)心系數(shù)，∑表示求和操作，q表示已排序有效測距接入點(diǎn)的分組總數(shù)，locq,x表示第q個分組對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，locq+1,y表示第q+1個分組對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)，locq+1,x表示第q+1個分組對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，locq,y表示第q個分組對應(yīng)的室內(nèi)目標(biāo)位置估計(jì)點(diǎn)的縱坐標(biāo)。

按照下式，計(jì)算定位圈質(zhì)心的坐標(biāo)估計(jì)值：

其中，locationx表示定位圈質(zhì)心的橫坐標(biāo)估計(jì)值，locationy表示定位圈質(zhì)心的縱坐標(biāo)估計(jì)值。

將定位圈質(zhì)心的橫坐標(biāo)作為室內(nèi)目標(biāo)的橫坐標(biāo)估計(jì)值，定位圈質(zhì)心的縱坐標(biāo)作為室內(nèi)目標(biāo)的縱坐標(biāo)估計(jì)值。

步驟9.在室內(nèi)地圖上顯示室內(nèi)目標(biāo)的位置：

按照轉(zhuǎn)換比例，將室內(nèi)目標(biāo)所處室內(nèi)環(huán)境的平面圖轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的室內(nèi)地圖。

按照轉(zhuǎn)換比例，將室內(nèi)目標(biāo)估計(jì)位置估計(jì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為像素點(diǎn)坐標(biāo)，在室內(nèi)地圖上標(biāo)識像素點(diǎn)坐標(biāo)所在的位置。

轉(zhuǎn)換比例是實(shí)際平面圖轉(zhuǎn)換為位圖的比例，具體比例為每個像素點(diǎn)代表1米。