[發(fā)明專利]一種WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)中指紋庫(kù)的構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510632921.4
• 申請(qǐng)日: 2015-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN105338498B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 諸彤宇;趙福丹;陳征
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/021
• 分類號(hào): H04W4/021;H04W4/33;G01S5/06
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 成金玉;孟卜娟

1.一種WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)中指紋庫(kù)的構(gòu)建方法，其特征在于實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟一：在定位區(qū)域建立三維坐標(biāo)系，確定定位區(qū)域內(nèi)參考點(diǎn)和參考點(diǎn)位置信息，選出需采集的參考點(diǎn)，在采集的參考點(diǎn)上采集接入點(diǎn)AP的信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)；

其中，定位區(qū)域?yàn)槎鄠€(gè)樓層或整棟建筑，為每個(gè)樓層或平面區(qū)域分配一個(gè)唯一的標(biāo)示符ID，參考點(diǎn)位置信息包括參考點(diǎn)的x，y，z坐標(biāo)和參考點(diǎn)所在樓層的ID；參考點(diǎn)信息有：接入點(diǎn)AP的Mac地址，接入點(diǎn)AP的信號(hào)強(qiáng)度，信道，手機(jī)連接狀態(tài)和干擾值；

參考點(diǎn)分兩部分，一部分為需要現(xiàn)場(chǎng)采集的參考點(diǎn)，記為采集參考點(diǎn)；另一部分不需要采集的參考點(diǎn)記為未采集參考點(diǎn)；

步驟二：對(duì)采集到的接入點(diǎn)AP的信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

步驟三：用信息熵增益選擇出優(yōu)良的接入點(diǎn)AP；

步驟四：從步驟二中數(shù)據(jù)預(yù)處理后的信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)中剔除第三步中未選擇為優(yōu)良接入點(diǎn)AP的信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)，然后對(duì)優(yōu)良AP的信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取信號(hào)強(qiáng)度特征，信號(hào)強(qiáng)度特征包括均值、眾數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差來代表接入點(diǎn)AP在位置坐標(biāo)的信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)；

步驟五：利用步驟四提取的信號(hào)強(qiáng)度特征，用凸包方法對(duì)每個(gè)AP的信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性檢測(cè)，檢測(cè)出每個(gè)接入點(diǎn)AP有數(shù)據(jù)缺失的采集參考點(diǎn)；

步驟六：對(duì)第五步驟中檢測(cè)出某個(gè)AP有數(shù)據(jù)缺失的采集參考點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度的填補(bǔ)，得到缺失數(shù)據(jù)的采集參考點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)；

步驟七：對(duì)未采集參考點(diǎn)上能掃描到的接入點(diǎn)AP信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)進(jìn)行推算，得到未采集的參考點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)；

步驟八：把步驟一中確定的參考點(diǎn)的位置信息及步驟四、六、七的生成信號(hào)強(qiáng)度特征相對(duì)應(yīng)生成記錄存入數(shù)據(jù)庫(kù)或文件中，生成最終的指紋庫(kù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)中指紋庫(kù)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟二對(duì)采集到的接入點(diǎn)AP的信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括：首先根據(jù)采集到信道、手機(jī)連接狀態(tài)和干擾值信息對(duì)信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，然后用分位點(diǎn)剔除法剔除信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)的序列中的噪聲數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)中指紋庫(kù)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述根據(jù)采集到信道、手機(jī)連接狀態(tài)和干擾值信息對(duì)信號(hào)強(qiáng)度RSSI信息數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾的具體步驟如下：

(1)去除信號(hào)強(qiáng)度在設(shè)定值外的數(shù)據(jù)；

(2)去除信號(hào)強(qiáng)度切換后的第一條數(shù)據(jù)；

(3)去除手機(jī)狀態(tài)從連接到未連接狀態(tài)時(shí)接受的第一條數(shù)據(jù)；

(4)去除干擾值小于設(shè)定閾值的數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)中指紋庫(kù)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述分位點(diǎn)剔除法的具體步驟如下：

(1)求出RSSI信息數(shù)據(jù)的第一四分位數(shù)Q1和第三四分位數(shù)Q3；

(2)計(jì)算IQR＝Q3–Q1；

IQR稱為四分位數(shù)間距，表示數(shù)據(jù)中間位置包含一半數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值的跨度；

(3)剔除小于Q1–1.5*IQR或大于Q3+1.5*IQR的數(shù)據(jù)；

(4)若步驟(3)中沒有數(shù)據(jù)被剔除，則完成；否則用剩下的數(shù)據(jù)作為輸入轉(zhuǎn)至步驟(1)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)中指紋庫(kù)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟三用信息熵增益選擇出優(yōu)良的AP的過程為：首先計(jì)算每個(gè)AP信息熵增益，然后選擇具有最大信息熵增益的m個(gè)AP為優(yōu)良AP。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)中指紋庫(kù)的構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟五中用凸包方法對(duì)每個(gè)AP的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性檢測(cè)具體包含如下步驟：首先，對(duì)每個(gè)樓層或平面區(qū)域的每個(gè)AP進(jìn)行平面凸包檢測(cè)，對(duì)每個(gè)樓層進(jìn)行平面凸包檢測(cè)后，再對(duì)整個(gè)多樓層建筑進(jìn)行三維凸包檢測(cè)。