一種快速ap匹配定位方法
2023-05-16 23:47:56 1
一種快速ap匹配定位方法
【專利摘要】本發明公開了一種快速AP匹配定位方法，包括步驟：步驟S1，在待定位點採集一組WIFI信號，步驟S2，計算各個參考點與待定位點對應的AP的WIFI信號之間的信號距離，步驟S3，根據所述信號距離計算命中矩陣，找出命中參考點向量，步驟S4，對命中參考點向量進行分析，確定待定位點的位置，本發明將命中方法分解到AP的維度上，計算簡單快捷，不僅提高了魯棒性，也提高了定位精度。
【專利說明】—種快速AP匹配定位方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及WIFI定位領域，尤其涉及一種快速AP匹配定位方法。
【背景技術】
[0002]隨著無線網絡的普及和應用，現在對於無線網絡的應用到處可見，目前比較常見的無線網絡是WIFI無線網絡，並且數據機、路由器等設備也都基本上帶有無線功能，一些商場、辦公樓、教學樓等內部都會有WIFI無線網絡的覆蓋，WIFI無線網絡的普及為室內定位提供了良好的條件。
[0003]目前在室外定位中，GPS已經提供了比較成熟的定位技術，但是對於室內定位來說，由於受到建築物的遮擋，衛星信號無法穿透建築物，使得GPS無法很好地對室內進行定位。這也引發了對室內定位技術的研究，其中使用無線信號來進行室內定位已經成為了一項研究熱點，並以此來彌補GPS不能對建築內部定位的缺陷。如同GPS定位系統需要衛星作為信號發射器一樣，室內定位同樣需要具有發射信號的設備裝置，而室內定位所需要的信號發射裝置通常是比較常見的無線接入點(AP，Access Point)。
[0004]在無線室內定位技術中，使用信號強度來進行定位的技術主要分為兩類，一類是使用信號傳播特性，即信號隨著傳播距離的增加而衰減，對信道進行建模，這樣就能夠根據接收到的信號強度值來計算出接收設備和發送端之間的距離，並且在已經知道發射器位置的情況下，進一步計算來獲得接收處的具體位置，例如三邊定位技術。然而由於室內建築結構的複雜性，又由於信號傳播具有反射、衍射等多徑效應的傳播特性以及傳播噪聲、信道之間的相互幹擾等作用，使得 很難構建出比較準確的信號傳播模型，因此也難以得到比較理想的定位結果。另一類是稱作位置指紋的定位技術，通過採集具體位置信號強度值作為位置指紋並且用預處理過的信號強度值來構建指紋資料庫，此技術不僅能夠很好的規避信號傳播的多徑效應而且無需對複雜信道進行建模。
[0005]以往採用計算信號距離的方法中，如歐式距離，是通過實時採集信號與指紋庫中指紋信號向量的歐式距離取最臨近作為結果，這種唯一命中的定位算法在實際場景中很難得到理想的定位精度，雖然在此算法的基礎上又產生了 K最臨近算法，但這種直接選取K個最臨近的參考點，然後直接取其平均位置會進一步引入誤差。
【發明內容】
[0006]本發明鑑於上述情況而作出，其目的是提供一種快速AP匹配定位方法，將命中方法分解到AP的維度上，計算簡單快捷，不僅提高了魯棒性，也提高了定位精度。
[0007]本發明提供一種快速AP匹配定位方法，包括步驟:
[0008]步驟SI，在待定位點採集一組WIFI信號。
[0009]步驟S2，計算各個參考點與待定位點對應的AP的WIFI信號之間的信號距離。
[0010]步驟S3，根據所述信號距離計算命中矩陣，找出命中參考點向量。
[0011]步驟S4，對命中參考點向量進行分析，確定待定位點的位置。[0012]進一步地，步驟S2中，所述信號距離的計算公式為:
[0013]Signal_Matrix = {| FPDB1-S |，| FPDB2-S |，...，| FPDBm-S |}τ,
[0014]其中，Signal_Matrix為所述信號距離的矩陣，
[0015]S為步驟SI中所述一組WIFI信號構成的向量，
[0016]FPDBi為位置指紋信號向量，表示第i個參考點的位置指紋。
[0017]進一步地,步驟S3中，命中矩陣Hits_Matrix的計算公式為:
[0018]Hits_Matrix = min (SAP1, SAP2,..., SAPn)；
[0019]其中，SAPi是所述Signal_Matrix矩陣中的列向量，
[0020]min O操作表示將各列向量中信號距離最小的置為1，其餘置為O。
[0021]進一步地,步驟S3中，命中參考點向量Candidate的計算公式為:
【權利要求】
1.一種快速AP匹配定位方法，其特徵在於，包括步驟: 步驟SI，在待定位點採集一組WIFI信號； 步驟S2，計算各個參考點與待定位點對應的AP的WIFI信號之間的信號距離； 步驟S3，根據所述信號距離計算命中矩陣，找出命中參考點向量； 步驟S4，對命中參考點向量進行分析，確定待定位點的位置。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟S2中，所述信號距離的計算公式為: Signal_Matrix = {| FPDB1-S |，| FPDB2-S，...，| FPDBm-S | }τ, 其中，Signal_Matrix為所述信號距離的矩陣， S為步驟SI中所述一組WIFI信號構成的向量， FPDBi為位置指紋信號向量，表示第i個參考點的位置指紋。
3.根據權利要求2所述的方法,其特徵在於,步驟S3中，命中矩陣Hits_Matrix的計算公式為:
Hits_Matrix = min (SAP1, SAP2,..., SAPn)； 其中，SAPi是所述Signal_Matrix矩陣中的列向量， min O操作表示將各列向量中信號距離最小的置為1，其餘置為O。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，步驟S3中，命中參考點向量Candidate的計算公式為:
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，步驟S4中，所述對命中參考點向量進行分析，確定待定位點的位置包括: 對所述命中參考點向量Candidate進行分析,如果命中參考點向量Candidate中只有一個參考點，則以所述參考點為待定位點的位置； 如果命中參考點向量中有多個參考點，根據所有參考點計算待定位點的位置。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述根據所有參考點計算待定位點的位置包括: 為所述所有參考點計算關聯權值向量，計算公式為:
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述PositioniUy)為二維平面內的坐標值。
8.根據權利要求1至7任意一項所述的方法，其特徵在於，所述WIFI信號為接收信號強度指示。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，步驟SI之前還包括: 步驟S201，為每一個參考點分別對每臺AP進行至少I次WIFI信號採集； 步驟S202，使用三倍方差濾波方法對採集的WIFI信號進行過濾，計算所採集的一組WIFI信號的均值和方差； 步驟S203，如果某個WIFI信號與均值的方差大於這一組WIFI信號方差的三倍，則篩除該WIFI信號； 步驟S204，對篩選過後的一組WIFI信號取均值作為AP在參考點處的信號向量； 步驟S205，以所有參考點的信號向量構建指紋資料庫FPDB。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，步驟S203中，篩除異常WIFI信號的計算公式為:
S 異常=δ si ^ δ *3， 其中，S si表示第i次採集到的某個AP的WIFI信號與這一組信號強度均值的標準差， δ表不這一組WIFI信號的標準差。
【文檔編號】H04W64/00GK104023389SQ201410199344
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】劉海濤, 陸小青 申請人:南京大學