一种基于RSSI检测的跟踪定位方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于RSSI检测的跟踪定位方法和系统，方法包括：设置至少一个读取器使得信号范围覆盖所有可能的路径；射频收发模块通过定向天线接收手持设备以第一周期发射的定位数据包，处理器确定对应的时间戳t和RSSI值并发送给服务器；数据点保存入定位信息库中；服务器以第二周期开启一时间窗口，并以检测函数f(t，rssi)对每根定向天线对应的至少2个数据点进行函数拟合；每根定向天线对应生成一曲率‑时间曲线；服务器根据曲率‑时间曲线获得大于有效阈值的多组曲率‑时间关系曲线段，生成一多天线曲率‑时间关系曲线，以多天线曲率‑时间关系曲线中每一峰值对应一定向天线的位置而获得手持设备的位置‑时间定位曲线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨迹追踪方法，具体地，涉及一种基于RSSI检测的跟踪定位方法和系统。
技术介绍
随着监狱系统管理制度的逐步完善和狱政设施的不断完善，监狱防范和控制各种安全事件的能力大大增强。但是还存在很多管理缺陷：1、监狱服刑人员的活动只能通过监控视频观察而无法进行实时跟踪；2、无法获知狱警的实时巡查情况。目前的多数定位系统都是靠GPS系统或基站网络选择进行定位。例如对讲机的GPS模块定位中，GPS定位用于监狱情况通常不够精确和稳定，且耗能较大，无法满足手持设备的长期携带工作。而基站网络选择进行定位是通过设置多个基站网络覆盖，当手持设备检测到进入某个基站覆盖范围时以该基站所在位置作为手持设备的当前位置，这种定位方式降低了能耗，普遍用于目前的监控系统中，但是这类定位方法只能获知手持设备的大概范围，无法获知准确位置。例如当预警靠近房间门口时可能就被识别为在该房间内了，定位误差可能导致监狱管理上的漏洞。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于RSSI检测的跟踪定位方法和系统。根据本专利技术提供的一种基于RSSI检测的跟踪定位方法，包括：S1，设置至少一个读取器使得信号范围覆盖所有可能的路径，所述读取器包括射频收发模块、处理器、2个或2个以上具有预定角度的定向天线，所述定向天线与射频收发模块连接，所述射频收发模块与处理器连接，所述处理器与一服务器连接通信；S2，所述射频收发模块通过所述定向天线接收手持设备以第一周期发射的定位数据包，所述处理器根据所述定位数据包和该定位数据包的接收时刻确定该定位数据包对应的时间戳t和RSSI值并发送给所述服务器；S3，所述服务器按所述时间戳将每根定向天线获得的所述时间戳t、RSSI值作为数据点保存入定位信息库中；S4，所述服务器以第二周期开启一时间窗口，每一时间窗口对应每根定向天线都获取所述定位信息库中至少2个所述数据点，并以检测函数f(t，rssi)对每根定向天线对应的所述至少2个数据点进行函数拟合获得f1(t，rssi)、f2(t，rssi)、......fn(t，rssi)；S5，所述服务器将所述检测函数f(t，rssi)对t一阶求导并对曲率求绝对值而获得曲率k1、k2、......kn，每根定向天线对应生成一曲率-时间曲线；S6，所述服务器根据所述曲率-时间曲线获得大于有效阈值的多组曲率-时间关系曲线段，以时间戳为依据拼合所述多组曲率-时间关系曲线段生成一多天线曲率-时间关系曲线，以所述多天线曲率-时间关系曲线中每一峰值对应一所述定向天线的位置而获得所述手持设备的位置-时间定位曲线。作为一种优化方案，所述S2还包括：所述在射频收发模块接收到所述定位数据包时先切换到发送模式向所述定位数据包对应的手持设备发送ACK码，再切回接收模式继续接收信号。作为一种优化方案，所述S2还包括：若手持设备在发送所述定位数据包后的一等待时间内未收到所述ACK码则以第三周期重发所述定位数据包，直至收到所述ACK码后恢复以所述第一周期发射定位数据包。作为一种优化方案，所述S4中每个所述时间窗口取2个数据点时，所述检测函数f(t，rssi)为线性函数，对每根定向天线对应的2个数据点进行线性函数拟合获得所述f1(t，rssi)、f2(t，rssi)、......fn(t，rssi)；所述S5中服务器将所述线性的检测函数f(t，rssi)对t一阶求导获得的曲率k1、k2、......kn都为线性函数的斜率，每根定向天线对应生成一曲率-时间曲线。作为一种优化方案，所述S4中每个所述时间窗口取大于2个数据点时，所述检测函数f(t，rssi)为抛物线函数，对每根定向天线对应的大于2个数据点进行抛物线函数拟合获得所述f1(t，rssi)、f2(t，rssi)、......fn(t，rssi)；所述S5中服务器将所述抛物线函数f(t，rssi)对t一阶求导获得的曲率k1、k2、......kn都为抛物线函数的曲率，每根定向天线对应生成一曲率-时间曲线。作为一种优化方案，所述S6之后还包括：所述服务器还根据所述手持设备的位置-时间定位曲线和预存的地图生成具有时间戳属性的动态轨迹图。作为一种优化方案，所述S5中所述服务器根据逻辑回归模型和所述曲率k1、k2、......kn为每根定向天线对应生成一曲率-时间曲线，所述逻辑回归模型为：其中g(k)＝β0+β1k1+β2k2+...+βnkn，β＝(β0，β1，...，βn)T是逻辑回归模型参数，定义不出现异常数据点的条件概率为：其中y＝1|0分别表示异常数据点出现与不出现，假设有N个曲率构成的总体K1、K2、......KN，从中随机抽取了n个作为样本，标注为k1、k2、......kn，假定pi＝P(yi＝1|ki)为给定条件下得到yi＝1的条件概率，而在同样条件下yi＝0的条件概率为P(yi＝0|ki)＝1-pi，得到一个观测值的概率为：P(yi)＝piyi(1-pi)1-yi；各项观测值相互独立，他们的联合分布可以表示为各边际分布的乘积：式中n即n个观测值，求出似然函数的值最大的参数估计，以求出参数β＝(β0，β1，...，βn)，使上式取得最大值，并对其两边取对数得到：求解出让概率取得最大值的逻辑回归模型参数向量β，代入上式，得到出现异常点的预测值：k即所述由三维特征信息组合的特征向量。作为一种优化方案，所述S1中所述读取器包括2个具有预定角度的定向天线时，2个定向天线的最大增益方向设置为相反方向。作为一种优化方案，所述S2中，所述射频收发模块包括无线收发天线切换开关、调制解调器、滤波器、低噪声放大器；所述无线收发天线切换开关在接收模式下通过所述定向天线接收手持设备以第一周期发射的信号，再经过所述滤波器的滤波处理和低噪声放大器的放大处理后由所述调制解调器解调处理获得所述定位数据包。作为一种优化方案，所述S2中，所述射频收发模块包括无线收发天线切换开关、功率放大器、压控振荡器、调制解调器；所述处理器响应接收到的所述定位数据包生成一ACK码，所述ACK码由所述调制解调器生成一调制信号发送给压控振荡器调节匹配的震荡频率后传输至功率放大器，由所述功率放大器进行功率放大后通过所述无线收发天线切换开关切换为发射模式的定向天线向外发射，发射完成后再切回接收模式继续接收信号。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于RSSI检测的跟踪定位系统，包括读取器、服务器；至少一个读取器配置为使得信号范围覆盖所有可能的路径，所述读取器包括射频收发模块、处理器、2个或2个以上具有预定角度的定向天线，所述定向天线与射频收发模块连接，所述射频收发模块与处理器连接，所述处理器与一服务器连接通信；所述射频收发模块用于：通过所述定向天线接收手持设备以第一周期发射的定位数据包；所述处理器用于：根据所述定位数据包和该定位数据包的接收时刻确定该定位数据包对应的时间戳t和RSSI值并发送给所述服务器；所述服务器用于：按所述时间戳将每根定向天线获得的所述时间戳t、RSSI值作为数据点保存入定位信息库中；和以第二周期开启一时间窗口，每一时间窗口对应每根定向天线都获取所述定位信息库中至少2个所述数据点，并以检测函数f(t，rssi)对每根定向天线对应的所述至少2个数据点进行函数拟合获得f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RSSI检测的跟踪定位方法，其特征在于，包括：S1，设置至少一个读取器使得信号范围覆盖所有可能的路径，所述读取器包括射频收发模块、处理器、2个或2个以上具有预定角度的定向天线，所述定向天线与射频收发模块连接，所述射频收发模块与处理器连接，所述处理器与一服务器连接通信；S2，所述射频收发模块通过所述定向天线接收手持设备以第一周期发射的定位数据包，所述处理器根据所述定位数据包和该定位数据包的接收时刻确定该定位数据包对应的时间戳t和RSSI值并发送给所述服务器；S3，所述服务器按所述时间戳将每根定向天线获得的所述时间戳t、RSSI值作为数据点保存入定位信息库中；S4，所述服务器以第二周期开启一时间窗口，每一时间窗口对应每根定向天线都获取所述定位信息库中至少2个所述数据点，并以检测函数f(t，rssi)对每根定向天线对应的所述至少2个数据点进行函数拟合获得f1(t，rssi)、f2(t，rssi)、......fn(t，rssi)；S5，所述服务器将所述检测函数f(t，rssi)对t一阶求导并对曲率求绝对值而获得曲率k1、k2、......kn，每根定向天线对应生成一曲率‑时间曲线；S6，所述服务器根据所述曲率‑时间曲线获得大于有效阈值的多组曲率‑时间关系曲线段，以时间戳为依据拼合所述多组曲率‑时间关系曲线段生成一多天线曲率‑时间关系曲线，以所述多天线曲率‑时间关系曲线中每一峰值对应一所述定向天线的位置而获得所述手持设备的位置‑时间定位曲线。...

【技术特征摘要】
1.一种基于RSSI检测的跟踪定位方法，其特征在于，包括：S1，设置至少一个读取器使得信号范围覆盖所有可能的路径，所述读取器包括射频收发模块、处理器、2个或2个以上具有预定角度的定向天线，所述定向天线与射频收发模块连接，所述射频收发模块与处理器连接，所述处理器与一服务器连接通信；S2，所述射频收发模块通过所述定向天线接收手持设备以第一周期发射的定位数据包，所述处理器根据所述定位数据包和该定位数据包的接收时刻确定该定位数据包对应的时间戳t和RSSI值并发送给所述服务器；S3，所述服务器按所述时间戳将每根定向天线获得的所述时间戳t、RSSI值作为数据点保存入定位信息库中；S4，所述服务器以第二周期开启一时间窗口，每一时间窗口对应每根定向天线都获取所述定位信息库中至少2个所述数据点，并以检测函数f(t，rssi)对每根定向天线对应的所述至少2个数据点进行函数拟合获得f1(t，rssi)、f2(t，rssi)、......fn(t，rssi)；S5，所述服务器将所述检测函数f(t，rssi)对t一阶求导并对曲率求绝对值而获得曲率k1、k2、......kn，每根定向天线对应生成一曲率-时间曲线；S6，所述服务器根据所述曲率-时间曲线获得大于有效阈值的多组曲率-时间关系曲线段，以时间戳为依据拼合所述多组曲率-时间关系曲线段生成一多天线曲率-时间关系曲线，以所述多天线曲率-时间关系曲线中每一峰值对应一所述定向天线的位置而获得所述手持设备的位置-时间定位曲线。2.根据权利要求1所述的一种基于RSSI检测的跟踪定位方法，其特征在于，所述S2还包括：所述在射频收发模块接收到所述定位数据包时先切换到发送模式向所述定位数据包对应的手持设备发送ACK码，再切回接收模式继续接收信号。3.根据权利要求2所述的一种基于RSSI检测的跟踪定位方法，其特征在于，所述S2还包括：若手持设备在发送所述定位数据包后的一等待时间内未收到所述ACK码则以第三周期重发所述定位数据包，直至收到所述ACK码后恢复以所述第一周期发射定位数据包。4.根据权利要求1所述的一种基于RSSI检测的跟踪定位方法，其特征在于，所述S4中每个所述时间窗口取2个数据点时，所述检测函数f(t，rssi)为线性函数，对每根定向天线对应的2个数据点进行线性函数拟合获得所述f1(t，rssi)、f2(t，rssi)、......fn(t，rssi)；所述S5中服务器将所述线性的检测函数f(t，rssi)对t一阶求导获得的曲率k1、k2、......kn都为线性函数的斜率，每根定向天线对应生成一曲率-时间曲线。5.根据权利要求1所述的一种基于RSSI检测的跟踪定位方法，其特征在于，所述S4中每个所述时间窗口取大于2个数据点时，所述检测函数f(t，rssi)为抛物线函数，对每根定向天线对应的大于2个数据点进行抛物线函数拟合获得所述f1(t，rssi)、f2(t，rssi)、......fn(t，rssi)；所述S5中服务器将所述抛物线函数f(t，rssi)对t一阶求导获得的曲率k1、k2、......kn都为抛物线函数的曲率，每根定向天线对应生成一曲率-时间曲线。6.根据权利要求1所述的一种基于RSSI检测的跟踪定位方法，其特征在于，所述S6之后还包括：所述服务器还根据所述手持设备的位置-时间定位曲线和预存的地图生成具有时间戳属性的动态轨迹图。7.根据权利要求1所述的一种基于RSSI检测的跟踪定位方法，其特征在于，所述S5中所述服务器根据逻辑回归模型和所述曲率k1、k2、......kn为每根定向天线对应生成一曲率-时间曲线，所述逻辑回归模型为：P(Y=1|kn)=π(kn)=11+e-g(kn);]]>其中g(k)＝β0+β1k1+β2k2+...+βnkn，β＝(β0，β1，...，βn)T是逻辑回归模型参数，定义不出现异...

【专利技术属性】
技术研发人员：周谋国，
申请(专利权)人：上海真灼科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31