室内定位泰勒展开迭代算法‘
时间: 2023-07-19 10:53:30 浏览: 99
室内定位泰勒展开迭代算法是一种基于加权最小二乘法的定位方法,其基本思路是将接收点到参考节点的距离表示为一个非线性函数,然后利用泰勒展开将其近似为一个线性函数,进而使用加权最小二乘法求解接收点的位置。
以下是室内定位泰勒展开迭代算法的示例代码:
```python
import numpy as np
def indoor_positioning_taylor(wifi_data, wifi_info, pos_init, max_iter=10, eps=1e-6):
# wifi_data: 接收到的WiFi信号强度数据
# wifi_info: 参考WiFi信号强度数据和对应位置信息
# pos_init: 初始位置
# max_iter: 最大迭代次数
# eps: 迭代精度
# 定义非线性函数
def f(x, y, r, rss_ref):
return (x - r[0]) ** 2 + (y - r[1]) ** 2 - (10 ** ((rss_ref - 30) / 10)) ** 2
# 定义雅可比矩阵
def J(x, y, r, rss_ref):
return np.array([
[2 * (x - r[0]), 2 * (y - r[1]), -2 * 10 ** ((rss_ref - 30) / 10) / np.log(10) * 10 ** ((rss_ref - 30) / 10) * (x - r[0])],
[2 * (x - r[0]), 2 * (y - r[1]), -2 * 10 ** ((rss_ref - 30) / 10) / np.log(10) * 10 ** ((rss_ref - 30) / 10) * (y - r[1])]
])
# 初始化
pos = np.array(pos_init)
A = np.zeros((len(wifi_info), 3))
b = np.zeros((len(wifi_info), 1))
# 迭代
for i in range(max_iter):
# 构建线性方程组
for j in range(len(wifi_info)):
rss_ref, pos_ref = wifi_info[j]
A[j, :] = J(pos[0], pos[1], pos_ref, rss_ref)[:, :2]
b[j, :] = -J(pos[0], pos[1], pos_ref, rss_ref)[:, 2:]
# 加权最小二乘法求解
x, _, _, _ = np.linalg.lstsq(A.T @ np.diag(wifi_data) @ A, A.T @ np.diag(wifi_data) @ b, rcond=None)
# 更新位置
pos = pos + x.flatten()
# 检查迭代精度
if np.linalg.norm(x) < eps:
break
# 返回定位结果
return pos[0], pos[1]
```
该算法首先定义了一个非线性函数和对应的雅可比矩阵,然后利用泰勒展开将非线性函数近似为一个线性函数,构建线性方程组,使用加权最小二乘法求解,然后更新位置,直到满足迭代精度或达到最大迭代次数为止。需要注意的是,该算法需要事先收集一些参考点的WiFi信号强度数据和对应的位置信息,作为定位的参考。
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