[發明專利]基于正態假設檢驗的指紋定位方法

在審

• 申請號: 201710133352.8
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106793085A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 陳曉;陳霞
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;G01S5/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,張賞

技術領域

本發明涉及一種基于正態假設檢驗的指紋定位方法，屬于室內定位技術領域。

背景技術

目前，對于戶外環境GPS(Global Position System)是一種成熟的定位技術，并且被廣泛的應用于各行各業中。然而GPS信號在繁雜的室內環境中是無法被接收到的。伴隨著當今社會現代化建設的蓬勃發展以及逐日增加的大型建筑物，以至于對室內定位服務的需求也不斷增加。醫院以及商場商鋪的位置服務、室內火災下的應急救援、特殊群體的監護等領域都迫切需要精確位置信息，特別是在應急救援、緊急疏散的情況下，室內精確的位置信息顯得更為重要。針對這個問題人們探索了很多技術方法以滿足室內定位服務的需求。由于基于wifi的室內定位技術能夠充分利用目前室內普遍存在的wifi信號，無需增設額外的硬件，大大的降低了定位成本。因此wifi室內定位技術受到了廣泛的關注。

基于wifi的室內定位技術中應用最多的是指紋定位法。該方法主要分為兩個階段：第一階段為訓練階段(也被稱作離線階段)，本階段的主要任務是在定位區域均勻合理地設立若干個指紋參考點，再在這些參考點所在的位置進行信號的采集，最后利用取得的位置指紋信息建立指紋數據庫；第二個階段為在線定位階段，該階段的主要工作是在待定點位置實時采集各個AP(Access Point)信號值，采用位置指紋定位方法估算出待定點的現實位置。位置指紋定位方法的主要流程如圖1所示。

從國內外大量的文獻可知，近年來在基于位置指紋的wifi室內定位系統已經出現了具有代表性的研究成果，較為典型的是由Bahl等人提出的RADAR系統，Bahl P,Venkata N,Padmanabhan.RADAR:An In-Building RF-based user location and tracking system[J].IEEE,2000:775-784，該系統主要是在離線階段增加樣本數量，然后再對樣本取均值或者中位數建立指紋庫。由Cheng等人提出的Eorus系統，Chengxiao,Liang F.Complements to the Online phase in the Horus system[J].2008ISECS International Colloquium on Computing Communication Control and management,2008:552-555，該系統使用直方圖法估計每個指紋點接收到信號的概率分布，并利用生成的概率分布來建立位置指紋庫。由Castro等人提出的Nibble系統，Castro P,Chiu P,Kremenek T.A probabilostic room location service for wireless networked environments[C].//In proceedings of the International Conference on Ubiquitous Computing,Atlanta Georgia,2001:18-24，該系統采用接入點的信噪比取代信號強度作為建立指紋庫的數據元素，通過計算一段時間內信噪比的不同比例建立一個申明隨機變量關系的貝葉斯網絡，再根據此網絡估計移動目標的位置。這些解決措施在一定程度上提高了定位精度，但并沒有能夠很有效的解決wifi信號在復雜的室內環境中的多徑損耗等問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種基于正態假設檢驗的指紋定位方法，可以有效的去除采集得RSSI信號中的奇異值，從而使得位置估計更加精確。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于正態假設檢驗的指紋定位方法，包括以下步驟：

(1)在定位區域選指紋點，在每個指紋點處采集來自n個不同AP的RSSI值，n>＝3，組成RSSI樣本總體；

(2)判斷所得的RSSI樣本總體是否符合正態分布；

(3)若符合正態分布，則用正態分布函數估計樣本總體的概率密度，否則用核函數估計其概率密度；

(4)篩選出大概率信號，并求得這些大概率信號的均值作為信號強度估計值，建立指紋庫；

(5)采集待定位點的RSSI值，并根據匹配方法進行位置計算；

(6)輸出位置坐標。

前述的步驟(2)判斷所得的RSSI樣本總體是否符合正態分布，方法如下：