【MATLAB例程】二维指纹对目标的一段轨迹定位，锚点数量可调。输出位置真值、估计值对比，附代码下载链接

基于K近邻(KNN)算法的室内指纹定位系统，适用于Wi-Fi定位、蓝牙定位等信号强度匹配的定位场景。系统通过接收信号强度指示(RSSI)建立指纹数据库，并利用KNN算法实现移动终端移动终端移动终端的实时轨迹定位。
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文章目录

程序详解
运行结果
MATLAB源代码

程序详解

功能概述

本文介绍的是基于K近邻(KNN)算法的室内指纹定位代码例程，适用于Wi-Fi定位、蓝牙定位等场景。系统通过接收信号强度指示(RSSI)建立指纹数据库，并利用KNN算法实现移动终端的实时定位。

核心特性

灵活的锚点配置

支持任意数量的基站/锚点部署
提供简洁的配置接口，可轻松添加或删除锚点
自动识别锚点数量并适配算法

完整的定位流程

离线阶段：建立指纹数据库
- 在100×100m的区域内，以1m间隔生成参考点网格
- 为每个参考点收集多次RSSI测量并取平均值
- 构建包含位置坐标和RSSI特征的指纹数据库
在线阶段：实时定位估计
- 采集移动终端的实时RSSI测量值
- 在指纹数据库中搜索K个最相似的参考点
- 通过加权平均计算估计位置

主要参数说明

参数	符号	说明	默认值
`BS`	-	锚点坐标矩阵	5个锚点
`std_var`	σ \sigma σ	RSSI测量标准差	0.1
`pd0`	P 0 P_0 P0	参考信号强度	100 dBm
`n`	n n n	路径损耗指数	5
`times`	T T T	每次RSSI采样次数	5
`K`	K K K	KNN算法的K值	50
`t`	N N N	轨迹时间步数	40

算法流程

复制代码

1. 初始化阶段
   └─ 配置锚点位置 BS[m×2]
   └─ 设置信号传播参数 (P₀, n, σ)

2. 离线指纹库建立
   └─ For 每个参考点 (x,y) ∈ [0,100]×[0,100]
      ├─ 计算到各锚点距离: d_k = ||BS_k - (x,y)||
      ├─ 生成RSSI: RSSI_k = P₀ - 10n·log₁₀(d_k) + N(0,σ²)
      ├─ 多次测量取平均: RSSĪ_k
      └─ 存储指纹: F = [(x,y), RSSĪ₁, ..., RSSĪ_m]

3. 在线定位阶段
   └─ For 每个时刻 t
      ├─ 获取实时RSSI测量: F_test
      ├─ 计算与数据库各点的欧氏距离: D_i
      ├─ 排序并选取K个最近邻
      ├─ 位置估计: p̂ = (1/K)Σ(x_i, y_i)
      └─ 计算RMSE: ||p̂ - p_true||

4. 结果可视化与统计分析

运行结果

轨迹与锚点位置示意图（以5个锚点为例，数量可自行调整）：

误差曲线：

结果输出（命令行输出）：

MATLAB源代码

部分代码如下：

matlab 复制代码

% 指纹定位 KNN，二维N个基站（基站数量自由修改），适用于Wi-Fi定位、蓝牙定位等
% 作者：matlabfilter（V）
% 2024-12-02/Ver1

clc; % 清空命令窗口
clear; % 清空工作区变量
close all; % 关闭所有图形窗口
rng(0); % 固定随机因子

%% 锚点配置接口
% 在这里配置锚点数量和位置
BS = [
    0, 10;      % 锚点1
    60, 10;     % 锚点2
    60, 60;     % 锚点3
    10, 60;     % 锚点4
    30, 35;   % 可以添加更多锚点(取消注释即可)
    % 50, 40;   % 锚点6示例
];
% 自动获取锚点数量
num_anchors = size(BS, 1);
fprintf('当前使用 %d 个锚点\n', num_anchors);
%% ===
std_var = 0.1; % RSSI测量的标准差
pd0 = 100; % 信号强度的参考值
n = 5; % 距离衰减因子
times = 5; % 每个基站的RSSI测量次数(收集指纹)
t = 40; % 总时间

%% 迭代计算位置
fprintf('迭代计算位置...\n');
for i1 = 1:t
    MS(i1,:) = [10+1*i1+10*sind(i1*10), 10+2*i1]; % 生成移动终端位置
    r1 = BS - ones(num_anchors, 1) * MS(i1,:); % 计算基站与移动终端的相对位置
    r2 = (sum(r1.^2, 2)).^(1/2); % 计算每个基站到移动终端的距离
    
    for k = 1:times

完整代码：
https://download.csdn.net/download/callmeup/92425867

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