藍牙AOA到達角算法(三)

奔騮定位 發佈 2022-03-03T10:10:00+00:00

藍牙AOA到達角算法(三)今天我們來到奔騮定位藍牙AOA到達角算法的第三篇,本篇著重講矩陣在定位系統算法中的應用,其中會涉及到多種濾波算法,有一定的門檻,建議閱讀者在閱讀前做好線性代數的相關基礎積累。

藍牙AOA到達角算法(三)

今天我們來到奔騮定位藍牙AOA到達角算法的第三篇,本篇著重講矩陣在定位系統算法中的應用,其中會涉及到多種濾波算法,有一定的門檻,建議閱讀者在閱讀前做好線性代數的相關基礎積累。

前面我們採用了大篇幅介紹了硬體原始數據轉化為復指數信號,並且通過各種變換將信號拆解,最後得出最初的數據,但是涉及到定位系統的運算層面,光有高等數學的積累是遠遠不夠的,我們還需要藉助矩陣運算。

首先我們需要搞清楚什麼是矩陣什麼是行列式,在定位系統中我們使用的最多的就是三階方陣,具體涉及的是X、Y、Z三軸方向的坐標信息,這個也是最終輸出給應用層面的數據,在這之前我們需要不斷地運算回歸,那麼最基礎的三階方陣就需要了解,其中比較重要的是矩陣的初等變換和矩陣的秩。矩陣初等變換的目的是將矩陣放在純數學角度簡化運算,秩的應用是如何在有限的運算能力內找到最優解。

接下來就回到矩陣的實際應用,第一個應用為最常見的通過三邊定位來解方程組,找到定位對象的定位數據的坐標,當然這裡面有一個問題,雖然大部分情況下有解,但是仍然有一些情況無解,在有解的情況下,很多時候也會有很大的偏差,那麼我們就需要在進行方程組運算之前進行一步簡單的處理,常用的手段是卡爾曼濾波,將明顯偏離正常數據的值過濾掉,然後求解。

第二個比較重要的應用是在藍牙AOA算法中進行尋找最優路徑,因為定位系統總有地圖,在地圖上會有很多路徑和牆體,那麼牆體是無法直接穿越的,路徑是必須遵循的,那麼我們就需要利用線性代數的相關工具,實現最優路徑的推薦,這樣相當於在矩陣運算之後,又完成了一步優化。

舉個簡單的例子,我們現在需要從上海到濟南,選擇坐火車出發,但是沒有直達的火車,我們就需要轉車,那麼在哪裡轉車就是我們需要運算的。再升華一下,我們可不可以通過汽車轉火車的方式,或者飛機轉汽車的方式到達目的地呢?這裡面就需要去解方程組以及最優路徑的推薦了。

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