1.一種基于RSSI檢測的跟蹤定位方法,其特征在于,包括:
S1,設(shè)置至少一個讀取器使得信號范圍覆蓋所有可能的路徑,所述讀取器包括射頻收發(fā)模塊、處理器、2個或2個以上具有預(yù)定角度的定向天線,所述定向天線與射頻收發(fā)模塊連接,所述射頻收發(fā)模塊與處理器連接,所述處理器與一服務(wù)器連接通信;
S2,所述射頻收發(fā)模塊通過所述定向天線接收手持設(shè)備以第一周期發(fā)射的定位數(shù)據(jù)包,所述處理器根據(jù)所述定位數(shù)據(jù)包和該定位數(shù)據(jù)包的接收時刻確定該定位數(shù)據(jù)包對應(yīng)的時間戳t和RSSI值并發(fā)送給所述服務(wù)器;
S3,所述服務(wù)器按所述時間戳將每根定向天線獲得的所述時間戳t、RSSI值作為數(shù)據(jù)點保存入定位信息庫中;
S4,所述服務(wù)器以第二周期開啟一時間窗口,每一時間窗口對應(yīng)每根定向天線都獲取所述定位信息庫中至少2個所述數(shù)據(jù)點,并以檢測函數(shù)f(t,rssi)對每根定向天線對應(yīng)的所述至少2個數(shù)據(jù)點進行函數(shù)擬合獲得f1(t,rssi)、f2(t,rssi)、......fn(t,rssi);
S5,所述服務(wù)器將所述檢測函數(shù)f(t,rssi)對t一階求導(dǎo)并對曲率求絕對值而獲得曲率k1、k2、......kn,每根定向天線對應(yīng)生成一曲率-時間曲線;
S6,所述服務(wù)器根據(jù)所述曲率-時間曲線獲得大于有效閾值的多組曲率-時間關(guān)系曲線段,以時間戳為依據(jù)拼合所述多組曲率-時間關(guān)系曲線段生成一多天線曲率-時間關(guān)系曲線,以所述多天線曲率-時間關(guān)系曲線中每一峰值對應(yīng)一所述定向天線的位置而獲得所述手持設(shè)備的位置-時間定位曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RSSI檢測的跟蹤定位方法,其特征在于,所述S2還包括:所述在射頻收發(fā)模塊接收到所述定位數(shù)據(jù)包時先切換到發(fā)送模式向所述定位數(shù)據(jù)包對應(yīng)的手持設(shè)備發(fā)送ACK碼,再切回接收模式繼續(xù)接收信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于RSSI檢測的跟蹤定位方法,其特征在于,所述S2還包括:若手持設(shè)備在發(fā)送所述定位數(shù)據(jù)包后的一等待時間內(nèi)未收到所述ACK碼則以第三周期重發(fā)所述定位數(shù)據(jù)包,直至收到所述ACK碼后恢復(fù)以所述第一周期發(fā)射定位數(shù)據(jù)包。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RSSI檢測的跟蹤定位方法,其特征在于,所述S4中每個所述時間窗口取2個數(shù)據(jù)點時,所述檢測函數(shù)f(t,rssi)為線性函數(shù),對每根定向天線對應(yīng)的2個數(shù)據(jù)點進行線性函數(shù)擬合獲得所述f1(t,rssi)、f2(t,rssi)、......fn(t,rssi);
所述S5中服務(wù)器將所述線性的檢測函數(shù)f(t,rssi)對t一階求導(dǎo)獲得的曲率k1、k2、......kn都為線性函數(shù)的斜率,每根定向天線對應(yīng)生成一曲率-時間曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RSSI檢測的跟蹤定位方法,其特征在于,所述S4中每個所述時間窗口取大于2個數(shù)據(jù)點時,所述檢測函數(shù)f(t,rssi)為拋物線函數(shù),對每根定向天線對應(yīng)的大于2個數(shù)據(jù)點進行拋物線函數(shù)擬合獲得所述f1(t,rssi)、f2(t,rssi)、......fn(t,rssi);
所述S5中服務(wù)器將所述拋物線函數(shù)f(t,rssi)對t一階求導(dǎo)獲得的曲率k1、k2、......kn都為拋物線函數(shù)的曲率,每根定向天線對應(yīng)生成一曲率-時間曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RSSI檢測的跟蹤定位方法,其特征在于,所述S6之后還包括:所述服務(wù)器還根據(jù)所述手持設(shè)備的位置-時間定位曲線和預(yù)存的地圖生成具有時間戳屬性的動態(tài)軌跡圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RSSI檢測的跟蹤定位方法,其特征在于,所述S5中所述服務(wù)器根據(jù)邏輯回歸模型和所述曲率k1、k2、......kn為每根定向天線對應(yīng)生成一曲率-時間曲線,所述邏輯回歸模型為:
其中g(shù)(k)=β0+β1k1+β2k2+...+βnkn,β=(β0,β1,...,βn)T是邏輯回歸模型參數(shù),定義不出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)點的條件概率為:
其中y=1|0分別表示異常數(shù)據(jù)點出現(xiàn)與不出現(xiàn),假設(shè)有N個曲率構(gòu)成的總體K1、K2、......KN,從中隨機抽取了n個作為樣本,標(biāo)注為k1、k2、......kn,假定pi=P(yi=1|ki)為給定條件下得到y(tǒng)i=1的條件概率,而在同樣條件下yi=0的條件概率為P(yi=0|ki)=1-pi,得到一個觀測值的概率為:
P(yi)=piyi(1-pi)1-yi;
各項觀測值相互獨立,他們的聯(lián)合分布可以表示為各邊際分布的乘積:
式中n即n個觀測值,求出似然函數(shù)的值最大的參數(shù)估計,以求出參數(shù)β=(β0,β1,...,βn),使上式取得最大值,并對其兩邊取對數(shù)得到:
求解出讓概率取得最大值的邏輯回歸模型參數(shù)向量β,代入上式,得到出現(xiàn)異常點的預(yù)測值:
k即所述由三維特征信息組合的特征向量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RSSI檢測的跟蹤定位方法,其特征在于,所述S1中所述讀取器包括2個具有預(yù)定角度的定向天線時,2個定向天線的最大增益方向設(shè)置為相反方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RSSI檢測的跟蹤定位方法,其特征在于,所述S2中,所述射頻收發(fā)模塊包括無線收發(fā)天線切換開關(guān)、調(diào)制解調(diào)器、濾波器、低噪聲放大器;
所述無線收發(fā)天線切換開關(guān)在接收模式下通過所述定向天線接收手持設(shè)備以第一周期發(fā)射的信號,再經(jīng)過所述濾波器的濾波處理和低噪聲放大器的放大處理后由所述調(diào)制解調(diào)器解調(diào)處理獲得所述定位數(shù)據(jù)包。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或9所述的一種基于RSSI檢測的跟蹤定位方法,其特征在于,所述S2中,所述射頻收發(fā)模塊包括無線收發(fā)天線切換開關(guān)、功率放大器、壓控振蕩器、調(diào)制解調(diào)器;
所述處理器響應(yīng)接收到的所述定位數(shù)據(jù)包生成一ACK碼,所述ACK碼由所述調(diào)制解調(diào)器生成一調(diào)制信號發(fā)送給壓控振蕩器調(diào)節(jié)匹配的震蕩頻率后傳輸至功率放大器,由所述功率放大器進行功率放大后通過所述無線收發(fā)天線切換開關(guān)切換為發(fā)射模式的定向天線向外發(fā)射,發(fā)射完成后再切回接收模式繼續(xù)接收信號。
11.一種基于RSSI檢測的跟蹤定位系統(tǒng),其特征在于,包括讀取器、服務(wù)器;
至少一個讀取器配置為使得信號范圍覆蓋所有可能的路徑,所述讀取器包括射頻收發(fā)模塊、處理器、2個或2個以上具有預(yù)定角度的定向天線,所述定向天線與射頻收發(fā)模塊連接,所述射頻收發(fā)模塊與處理器連接,所述處理器與一服務(wù)器連接通信;
所述射頻收發(fā)模塊用于:通過所述定向天線接收手持設(shè)備以第一周期發(fā)射的定位數(shù)據(jù)包;
所述處理器用于:根據(jù)所述定位數(shù)據(jù)包和該定位數(shù)據(jù)包的接收時刻確定該定位數(shù)據(jù)包對應(yīng)的時間戳t和RSSI值并發(fā)送給所述服務(wù)器;
所述服務(wù)器用于:
按所述時間戳將每根定向天線獲得的所述時間戳t、RSSI值作為數(shù)據(jù)點保存入定位信息庫中;和
以第二周期開啟一時間窗口,每一時間窗口對應(yīng)每根定向天線都獲取所述定位信息庫中至少2個所述數(shù)據(jù)點,并以檢測函數(shù)f(t,rssi)對每根定向天線對應(yīng)的所述至少2個數(shù)據(jù)點進行函數(shù)擬合獲得f1(t,rssi)、f2(t,rssi)、......fn(t,rssi);和
將所述檢測函數(shù)f(t,rssi)對t一階求導(dǎo)獲得曲率k1、k2、......kn,每根定向天線對應(yīng)生成一曲率-時間曲線;和
根據(jù)所述曲率-時間曲線獲得大于有效閾值的多組曲率-時間關(guān)系曲線段,以時間戳為依據(jù)拼合所述多組曲率-時間關(guān)系曲線段生成一多天線曲率-時間關(guān)系曲線,以所述多天線曲率-時間關(guān)系曲線中每一峰值對應(yīng)一所述定向天線的位置而獲得所述手持設(shè)備的位置-時間定位曲線。