[發(fā)明專(zhuān)利]基于AP選擇的Dwknn位置指紋定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711122277.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107820314B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧先領(lǐng);施濤濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W64/00
• 分類(lèi)號(hào): H04W64/00;H04W4/02;H04W4/33;G01S11/06;G06F17/10
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;屠志力

本發(fā)明提供一種基于AP選擇的Dwknn位置指紋定位算法，包括：步驟一，在定位過(guò)程中過(guò)多的AP會(huì)導(dǎo)致定位時(shí)間增加和定位精度的降低；對(duì)于每個(gè)AP在定位區(qū)域表現(xiàn)力不同，本文使用信息熵和香濃定理對(duì)AP進(jìn)行選擇，剔除所包含信息量較少和相似性較大的AP；步驟二，Wknn算法利用k個(gè)參考點(diǎn)的相似度作為權(quán)重，實(shí)現(xiàn)精確的定位，但是k值固定不變導(dǎo)致其易將較遠(yuǎn)的參考點(diǎn)的相似度作為權(quán)值，易造成誤差；本文提出了動(dòng)態(tài)k值加權(quán)定位算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明能減弱較遠(yuǎn)參考點(diǎn)對(duì)定位的影響。本發(fā)明減少干擾信號(hào)的影響，仿真結(jié)果表明，所提出的算法能夠有效的提高定位效率和定位精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及室內(nèi)指紋定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于AP選擇的Dwknn位置指紋定位方法。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，位置服務(wù)成為了關(guān)鍵需求之一。在地理位置劃分上，位置服務(wù)分為室外定位和室內(nèi)定位技術(shù)。全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)和北斗系統(tǒng)在室外定位中得到廣泛的使用，取得了良好的效果,但是復(fù)雜多變的室內(nèi)環(huán)境嚴(yán)重影響GPS和北斗系統(tǒng)的性能。然而，室內(nèi)定位在一些特殊的地方重要性日趨明顯。因此發(fā)展室內(nèi)定位技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的意義。

室內(nèi)定位算法可以分為三類(lèi)：三角測(cè)量定位法，鄰近測(cè)量定位法，位置指紋定位法。在可視距(Line of Sight,LOS)的情況下，三角測(cè)量定位法與鄰近測(cè)量定位法具有較高的定位精度，但是其對(duì)硬件的異構(gòu)性和同步性敏感。安裝過(guò)程復(fù)雜，易受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，而且定位精度與設(shè)備的位置和數(shù)量有關(guān)。因此從技術(shù)和應(yīng)用角度考慮，針對(duì)前兩類(lèi)定位方法的缺點(diǎn)，研究人員提出了價(jià)格低廉、精度較高的位置指紋定位方法。位置指紋算法分成兩部分：離線階段和定位階段。離線階段主要通過(guò)使用手持終端設(shè)備在定位區(qū)域采集信號(hào)強(qiáng)度值，并建立接收信號(hào)強(qiáng)度(Received Signal Strength,RSS)特征向量和位置關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)。定位階段主要通過(guò)匹配算法進(jìn)行定位，其典型的匹配算法有最近鄰法、K近鄰法和加權(quán)K近鄰法等。然而，其建立的指紋庫(kù)包含了大量的無(wú)用信息。

針對(duì)于此，M Dashti考慮AP信息熵和穩(wěn)定性進(jìn)行選擇AP，能除去部分冗沉，但是其沒(méi)有考慮AP之間的相似度，易保存相似AP。L Elina利用AP之間最低相似度進(jìn)行AP的選擇，其建立的RSS數(shù)據(jù)庫(kù)中AP的相似度低，但是其可能刪除了包含大量有用信息的AP，不利于在現(xiàn)階段的定位。H Zou綜合考慮了每個(gè)AP所含有的信息量和AP之間的相似程度，但是其使用固定k值加權(quán)近鄰算法，易使用較遠(yuǎn)的RP點(diǎn)，降低了定位精度。

本文涉及的術(shù)語(yǔ)：

AP：Access Point，接入點(diǎn)，指基站；

RP：參考點(diǎn)；

RSS：接收信號(hào)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于AP選擇的Dwknn位置指紋定位方法，簡(jiǎn)稱(chēng)APs-Dwknn算法，該算法在離線和定位階段中，同時(shí)對(duì)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行信息的選擇，建立RSS信號(hào)與位置之間新的對(duì)應(yīng)關(guān)系，減小定位誤差。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于AP選擇的Dwknn位置指紋定位方法，包括以下步驟：

步驟一，對(duì)于每個(gè)AP在定位區(qū)域表現(xiàn)力不同，使用信息熵和香濃定理對(duì)AP進(jìn)行選擇，剔除所包含信息量較少和相似性較大的AP；

步驟二，采用動(dòng)態(tài)k值加權(quán)定位算法，以減弱較遠(yuǎn)參考點(diǎn)對(duì)定位的影響：

步驟一具體包括：

步驟S1，指紋庫(kù)的建立主要與RSS和位置匹配關(guān)系的唯一性實(shí)現(xiàn)；設(shè)一個(gè)定位區(qū)域有D個(gè)RP點(diǎn)，在每個(gè)RP點(diǎn)對(duì)n個(gè)AP逐一采集，得到第i個(gè)RP點(diǎn)的RSS值如下：

其中表示在i個(gè)RP點(diǎn)，對(duì)第j個(gè)AP采集m次的RSS平均值；