[發明專利]一種低復雜度的Wi-Fi指紋室內定位方法

在審

• 申請號: 201410838613.2
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104540219A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 黎海濤;齊雙;王奇
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種低復雜度的Wi-Fi指紋室內定位方法，其特征在于：包括建立指紋數據庫階段與實時定位階段，建立指紋數據庫階段具體步驟包括如下：

步驟(1)：首先確定遍布整個定位區域的采樣點個數N；

步驟(2)：使用具備Wi-Fi功能的終端在第m個采樣點處檢測得到k個無線接入點AP的信號強度的RSSI值，即RSSI₁,RSSI₂,...,RSSI_k，及AP的MAC地址構成采樣點位置指紋FP，其中第m個采樣點的位置指紋?j∈{1,2,...k}，M_j表示RSSI_i對應的MAC地址；

步驟(3)：記錄第m個采樣點的坐標FP_m(x,y)，并將第m個采樣點的坐標和該采樣點的位置指紋FP_m保存到指紋數據庫中,其中(x,y)表示平面上相互垂直的橫縱坐標；

步驟(4)：重復步驟(2)到步驟(3)，直到遍歷采樣區域內所有采樣點，建立采樣區域完整的指紋數據庫；

定位階段具體步驟包括如下：

步驟(5)：采用具備Wi-Fi功能的終端設備，在未知位置A處掃描AP，按照步驟(2)獲取A位置的位置指紋，與指紋庫中指紋進行匹配，并計算終端初始位置p₀＝(x，y)；

步驟(6)：當終端掃描到的Wi-Fi信號RSSI值改變時，根據終端中磁力計的值得到終端方向θ；

步驟(7)：以前一時刻位置為坐標原點，將指紋庫劃分為4個子集，每個象限中的指紋點的集合用R_i表示，i∈{1，2，3，4}；

步驟(8)：根據終端方向θ所在象限，確定用于計算當前位置的指紋庫的子集；如0<θ<90°，則計算當前指紋φ_i與集合R₁中指紋點φ_m的歐氏距離d_m，d_m＝||φ_i-φ_m||²,m∈R₁；

步驟(9)：根據公式(8)得到的歐式距離d_m，平均與當前指紋最近的前k個指紋點的坐標，得到當前位置坐標p₁＝(x，y)，其中

2.根據權利要求1所述的一種低復雜度的Wi-Fi指紋室內定位方法，其特征在于：以一個長寬為60*30室內環境為例，說明本發明提供的樓層判別算法的具體實施步驟；前期部署階段具體步驟包括如下：

步驟(1)：為定位區域建立直角坐標系，并記為FP₁(0,0)，然后每隔3米標記一個采樣點，定位區域內共200個采樣點；

步驟(2)：使用具備Wi-Fi功能的終端在第1個采樣點處檢測得到5個無線接入點AP的信號強度的RSSI值，即(-90,-85,-92,-86-88)，單位為dBm，及AP的MAC地址構成采樣點位置指紋FP，其中第1個采樣點的位置指紋?j∈{1,2,...5}，M_j表示RSSI_j對應的MAC地址；

步驟(3)：記錄第1個采樣點的坐標FP₁(0,3)，并將第1個采樣點的坐標和該采樣點的位置指紋FP₁保存到指紋數據庫中，其中(0,3)表示平面上相互垂直的橫縱坐標；

步驟(4)：重復步驟(2)到步驟(3)，直到遍歷采樣區域內所有采樣點，建立采樣區域完整的指紋數據庫；

定位階段具體步驟包括如下：

步驟(5)：采用具備Wi-Fi功能以及磁力計的終端設備，在未知位置A處掃描AP，按照步驟(2)獲取A位置的位置指紋，與指紋庫中指紋進行匹配，并計算終端初始位置p₀＝(30，15)；

步驟(6)：當終端掃描到的Wi-Fi信號RSSI值改變時，根據終端中磁力計的值得到終端方向θ＝30°；

步驟(7)：以前一時刻位置p₀為坐標原點，將指紋庫劃分為四個象限，如圖2所示，每個象限中的指紋點的集合用R_i表示，i∈{1，2，3，4}；

步驟(8)：判斷終端方向θ所在象限，0<θ＝30°<90°，計算當前指紋與集合R₁中指紋點的歐氏距離d_m序列，為[124,120,133,144,110,...,150]；

步驟(9)：根據步驟(8)得到的歐式距離序列，將與當前指紋間歐式距離最小的4個指紋點的坐標平均，得到當前位置坐標p₁＝(32，14)；

步驟(10)：重復執行步驟(6)至步驟(9)直到定位過程結束。