【MATLAB代码】三维空间上的RSS(信号强度)定位,n个锚点自适应(锚点数>3即可)(源代码下载链接)

发布于:2024-10-12 ⋅ 阅读:(5) ⋅ 点赞:(0)

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代码概况

基于MATLAB的定位程序,使用RSS(接收信号强度)来估计距离,再由距离计算位置,用于三维空间上的定位。调整代码具有自适应性,输入锚点坐标后,无论锚点的数量是多少,只要>3即可定位,数量越多效果越好,方便后续添加或删除锚点。

源代码

% RSSI定位程序,N个锚点、三维空间
% Evand(作者联系VX:matlabfilter)
% 2024-09-26/Ver1

clear; clc; close all; % 清除工作区、命令窗口和关闭所有图形窗口
rng(0)
RSSI_err = 1; % 定义RSSI测量误差
n = 100; %定义锚节点数量
% 定义锚节点位置 (x, y)
baseP = [sin(1:n)+0.01*[1:n]+1;cos(4*(1:n))+0.01*[1:n]+1;cos(2*(1:n))+0.01*[1:n]+1]';
% 使用正弦和余弦函数生成锚节点坐标,并添加微小随机偏移

% 定义信号强度与距离的关系
% 假设信号强度衰减模型为: RSSI(d) = RSSI_0 - 10*n*log10(d)
RSSI_0 = -30; % 在1米处的信号强度
n = 2; % 衰减因子

% 模拟未知点的位置
true_position = [1,1,1]; % 待定位点真实坐标
distances = sqrt(sum((baseP - true_position).^2, 2)); % 计算距离
fprintf('完整程序下载链接:https://gf.bilibili.com/item/detail/1106328012');
RSSI_measurements = RSSI_0 - 10*n*log10(distances) + RSSI_err*randn(size(distances)); % 添加噪声

运行结果

设置了100个锚点的定位示意图:
在这里插入图片描述
展示了锚点位置、待定位点的真实位置、计算位置。
同时命令行窗口会输出准确的坐标:
在这里插入图片描述

RSS定位原理讲解

RSS (接收信号强度) 定位是一种基于无线信号强度进行位置估计的方法,广泛应用于室内定位和无线网络环境。以下是RSS定位的基本原理和关键概念的详细说明。

1.基本概念

·接收信号强度(RSSI):指接收设备在接收无线信号时的强度,通常以分贝(dBm)表示。RSSI值越大,表示信号越强,距离信号源越近。
·信号源:通常是Wi-Fi接入点、蓝牙设备或其他无线发射器,已知其位置。

2.信号强度与距离关系

信号强度与距离之间的关系通常可以用对数距离衰减模型来描述:

R S S I = A − 10 n ⋅ log ⁡ 10 ( d ) + X RSSI=A-10n\cdot\log_{10}(d)+X RSSI=A10nlog10(d)+X

  • $ A{:}$信号源在1米距离处的接收强度(常数),因环境不同而异。
  • n : n: n:环境衰减因子,反映信号在传播过程中受到的衰减程度。室内环境通常为2到4。
  • $ d{:}$信号源到接收设备的实际距离。
  • X : X: X:随机噪声,表示因环境变化造成的信号强度波动。

3. 定位原理

RSS定位的基本思路是通过测量接收到的RSSI值,结合已知信号源的位置,计算接收设备的
位置。
1.数据收集:
·在不同位置测量多个信号源的RSSI值。通过移动设备(如智能手机)收集这些数
据。2.距离估算:
·根据收集到的RSSI值,利用对数距离模型估算与每个信号源的距离。
3.位置计算:
·使用多种定位算法来计算位置,常用的方法包括:
·三角测量:利用至少三个信号源的RSSI值讲行位置估计。根据每个信号源的距离
可以在坐标系中形成一个三角形,交点即为估计位置。
·加权平均:根据每个信号源的距离对已知位置进行加权计算,得到最终估计位置。

其他情况

另有平面上的RSS定位程序:https://blog.csdn.net/callmeup/article/details/142554583

平面、基于TDOA的定位程序:https://blog.csdn.net/callmeup/article/details/142487042