鄧照群 李興廣 陳磊

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.072

摘 要：該文針對(duì)VIRE算法邊界待定位標(biāo)簽定位精度較差這一缺點(diǎn)，提出了一種閾值改進(jìn)型的算法NBVIRE。該算法采用了一元二次回歸方程的建立來(lái)求取邊界虛擬標(biāo)簽的RSSI值，降低了算法復(fù)雜度；其次對(duì)閾值選取方法進(jìn)行了改進(jìn)，降低了大數(shù)據(jù)對(duì)定位精度的影響；最后還提出模糊地圖的設(shè)計(jì)來(lái)尋找最有可能的定位區(qū)域。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后的NBVIRE算法相比于VIRE算法平均定位誤差由0.516 m下降到了0.267 m，并且邊界目標(biāo)標(biāo)簽平均定位誤差下降了48.7%～58.6%，有效地提升了定位精度。

關(guān)鍵詞：RFID 室內(nèi)定位 虛擬標(biāo)簽 NBVIRE算法

中圖分類(lèi)號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）06（c）-0072-03

射頻識(shí)別RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)是一種運(yùn)用射頻信號(hào)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換的技術(shù)，它不僅傳輸距離遠(yuǎn)而且可以實(shí)現(xiàn)非接觸式的信息交互，用于室內(nèi)定位非常適合?；诮邮招盘?hào)強(qiáng)度RSSI的RFID經(jīng)典室內(nèi)定位算法有LANDMARC[1]和VIRE算法等。

1 VIRE算法介紹

VIRE算法的核心思想是引入了網(wǎng)格虛擬參考標(biāo)簽從而為待測(cè)標(biāo)簽提供大量的參考點(diǎn)，這個(gè)虛擬的網(wǎng)格參考標(biāo)簽的功率值不是從讀寫(xiě)器讀出來(lái)的，而是通過(guò)線(xiàn)性插值法計(jì)算出來(lái)的，這樣一來(lái)，就可以把該網(wǎng)格虛擬參考標(biāo)簽當(dāng)作參考值來(lái)使用[2-3]。因此，不僅節(jié)省了成本還提高定位精度。

如圖1所示，4個(gè)實(shí)際參考標(biāo)簽均勻地布置于二維空間中，為了實(shí)現(xiàn)低成本和減小干擾，引入網(wǎng)格虛擬參考標(biāo)簽，每4個(gè)實(shí)際標(biāo)簽覆蓋的網(wǎng)絡(luò)再次被劃分為n×n個(gè)更小的網(wǎng)絡(luò)，由于事先場(chǎng)景的布置使得這4個(gè)實(shí)際參考標(biāo)簽的位置坐標(biāo)和RSSI值能夠輕易得到，根據(jù)這兩個(gè)已知條件就可以得到虛擬標(biāo)簽的位置坐標(biāo)。

3 仿真結(jié)果與分析

3.1 仿真環(huán)境

算法仿真是在matlab中進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)設(shè)置如下：設(shè)置4個(gè)讀卡器的坐標(biāo)分別為（0，0）（0，8）（8，0）（8，8），即8×8 m的定位區(qū)域；該區(qū)域可以看成是一個(gè)會(huì)議室，在其中一共布置了16個(gè)實(shí)際參考標(biāo)簽，讀卡器與參考標(biāo)簽距離為1 m，參考標(biāo)簽之間相距2 m成正方形擺放。待測(cè)標(biāo)簽取10個(gè)點(diǎn)。待測(cè)標(biāo)簽位置坐標(biāo)見(jiàn)表1。

3.2 改進(jìn)算法與經(jīng)典算法比較分析

在改進(jìn)算法NBVIRE中，重要的參數(shù)如下：選取虛擬參考標(biāo)簽密度參數(shù)N設(shè)置為7，門(mén)限值th設(shè)定為1.5，路徑損耗nn設(shè)置為1.5。將改進(jìn)算法NBVIRE、VIRE、LANDMARC三種算法在上述條件下進(jìn)行仿真測(cè)試精度。（見(jiàn)圖3）

根據(jù)分析仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)典的LANDMARC算法在沒(méi)有采用虛擬參考標(biāo)簽的條件下定位精度是比較差的，而VIRE算法運(yùn)用了網(wǎng)格虛擬參考標(biāo)簽的概念，定位精度有了很大的提升。在前人的基礎(chǔ)上，文章提出的NBVIRE算法采用了改進(jìn)型的邊界虛擬標(biāo)簽、閾值方法的改進(jìn)以及模糊地圖的算法，定位精度又向前邁進(jìn)了一步，尤其針對(duì)實(shí)驗(yàn)仿真中的2個(gè)邊界處目標(biāo)標(biāo)簽9、10的定位，NBVIRE相比較于VIRE在邊界處定位誤差下降了48.7%～57.6%，在邊界標(biāo)簽的定位上有了很大的改善。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)經(jīng)典的LANDMARC算法定位精度較差、VIRE算法在邊界處、目標(biāo)標(biāo)簽定位精度不高的弊端，文章提出了NBVIRE算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NBVIRE算法在提高了VIRE算法的定位精度的同時(shí)也使得VIRE算法邊界處定位不準(zhǔn)這一缺陷得到了改善，下一步，筆者希望將這種室內(nèi)定位算法應(yīng)用到實(shí)際的復(fù)雜環(huán)境中。

參考文獻(xiàn)

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