26、节点放置与参考点选择对定位的影响及双曲线定位算法分析

节点放置与参考点选择对定位的影响及双曲线定位算法分析

1. RSS 缩放与多房间定位实验

1.1 RSS 缩放公式

在室内定位中，EMSPCC11 的 RF 模块给出的 RSS 读数是正数，大致在 80 到 150 之间，代表接收到数据包的偏移 dB 信号水平。假设这些读数始终在 MIN 和 MAX 之间，采用如下缩放公式：
[Rs = \left(\frac{r - MIN}{MAX - MIN}\right)^{\alpha}]
其中(\alpha > 1)。当(\alpha = 1)时，实际上是对所有 RSS 读数进行线性变换，不会改变算法的结果。实验发现，当(\alpha = 3)时效果最佳，能在 90%的情况下将标签位置估计误差控制在 1 米以内。

1.2 多房间定位实验设置

进行了一个使用三个相邻房间的实验，每个房间尺寸约为 3 米×5 米，房间内有四张木桌和椅子、一个金属文件柜和两台台式电脑。在每个房间的角落放置四个定位钉（peg），并生成边长约 1 米的网格。具体操作如下：
- 在每个房间的参考点（图 1 中用十字表示）进行 12 次读数。
- 通过将标签放置在每个网格单元中心的九个点（图 1 中用星星表示）来估计九个位置。

1.3 方向对定位的影响

之前有研究指出方向会影响定位。为验证这一观察，在每个配置或定位点收集四个不同方向（北、南、东、西）的标签读数。在定位阶段，仅使用与被定位标签方向相同的配置数据进行估计。即使标签的视线（LOS）不受方向影响，但忽略方向因素时，观察到的误差更大，平均差异约为 12 厘米，这表明仅基于相同方向收集的参考点进