一种无源被动室内区域定位方法的研究

作     者：李若南 李金宝 Li Ruonan;Li Jinbao

作者机构：齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省人工智能研究院济南250014 黑龙江大学计算机科学技术学院哈尔滨150080 黑龙江大学软件学院哈尔滨150080 

出 版 物：《计算机研究与发展》 (Journal of Computer Research and Development)

年 卷 期：2020年第57卷第7期

页      面：1381-1392页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 0808[工学-电气工程] 0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61370222) 黑龙江省自然科学基金重点项目(ZD2019F003) 

主　　题：室内区域定位 注意力机制 接收信号强度 卷积神经网络 双向长短时记忆网络 

摘      要：室内区域定位在医疗养老、智慧大楼等领域有着广泛的应用.室内区域定位中最突出的问题是无线电信道效应的动态和不可预测性(如多径传播、信道衰落等)对接收信号强度(received signal strength, RSS)的干扰影响.为了降低无线电的干扰,提出了一种新的基于注意力机制的CNN-BiLSTM的室内区域定位模型,该模型通过捕获粗细粒度特征与定位区域的对应关系来减弱RSS序列对信道变化的依赖.首先,利用卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)学习捕捉RSS序列的特征来抽取区域中心点的细粒度特征.然后,利用双向长短时记忆(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)网络的存储记忆特性,学习当前与过去RSS序列中隐含区域范围的粗粒度特征.最后,利用注意力机制,通过融合粗细粒度特征,建立RSS序列特征与区域位置的映射关系,获取区域位置信息.真实室内环境下区域定位的实验结果表明,与目前定位效果最好的网格区域综合概率定位模型相比,提出的方法在降低计算复杂度的同时提高了区域定位的准确度和对环境的适应能力.