[發(fā)明專利]基于區(qū)域劃分和稀疏支持向量回歸的室內(nèi)指紋定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810349952.2
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108717175B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉敏;張越;徐高威;王經(jīng)緯;房浩;章鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;H04W64/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發(fā)明涉及一種基于區(qū)域劃分和稀疏支持向量回歸的室內(nèi)指紋定位方法，包括以下步驟：1)將待定位區(qū)域劃分為多個子區(qū)域，定義各個子區(qū)域頂點的坐標(biāo)，并在各頂點設(shè)置參考信號節(jié)點，收集各參考信號節(jié)點周圍的無線接入點的信號強(qiáng)度，將收集到的信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)與該點的物理坐標(biāo)結(jié)合，形成指紋數(shù)據(jù)；2)將來自參考節(jié)點的信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)通過可靠AP選擇算法進(jìn)行過濾；3)構(gòu)建室內(nèi)指紋定位模型，并進(jìn)行訓(xùn)練；4)用戶終端實時感知其實際位置的周圍接收到的若干個無線接入點的信號強(qiáng)度，并將該數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，根據(jù)訓(xùn)練后的室內(nèi)指紋定位模型計算用戶終端的實際位置并傳送給用戶終端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有有效提取信號、定位精度高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)雜環(huán)境的室內(nèi)定位領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于區(qū)域劃分和稀疏支持向量回歸的室內(nèi)指紋定位方法。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展普及和移動智能終端的廣泛應(yīng)用，人們對于基于位置服務(wù)(Location Based Services,LBSs)的需求不斷增加，LBSs已經(jīng)成為驅(qū)動定位技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動力和其重要應(yīng)用領(lǐng)域。尤其在室內(nèi)LBSs領(lǐng)域，它能顯著提高室內(nèi)環(huán)境的管理、個人導(dǎo)航服務(wù)質(zhì)量、環(huán)境感知等。盡管在室外定位領(lǐng)域，全球定位系統(tǒng)(Global PositioningSystem,GPS)等相似的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)能夠提供高質(zhì)量的定位服務(wù)，但在室內(nèi)定位領(lǐng)域，可靠的高精度定位仍然面臨著巨大挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)中，基于無線電技術(shù)的室內(nèi)定位方法引起了學(xué)者的廣泛關(guān)注，主要有射頻方式、超聲波、超寬帶、藍(lán)牙、Zigbee技術(shù)等。這類方法往往對定位環(huán)境有較高的要求，且需要額外的硬件設(shè)備，帶來較高的維護(hù)成本。隨著無線局域網(wǎng)絡(luò)(WirelessLocal Area Network,WLAN)技術(shù)的發(fā)展，室內(nèi)環(huán)境中部署了大量可接入點(AccessPoints,APs)，與此同時基于接收信號強(qiáng)度(Received Signal Strength,RSS)的室內(nèi)定位算法已經(jīng)成為一種廉價的室內(nèi)定位解決方案。基于WLAN的室內(nèi)定位方法主要分為以下三類：

1)基于到達(dá)時間(Time Of Arrival,TOA)或到達(dá)時間差(Time Difference OfArrival,TDOA)定位；

2)基于到達(dá)角度(Angle of Arrival,AOA)定位；

3)基于RSS指紋定位，相比于前兩種定位方法，基于RSS指紋定位方法不需要估計太多的參數(shù)，它能有效地克服信號在室內(nèi)環(huán)境的多路徑傳播效應(yīng)并提高室內(nèi)定位精度。此外，在定位系統(tǒng)無需知道周圍APs的具體位置，因此基于RSS指紋定位技術(shù)具有更好的適應(yīng)性。

隨著無線通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展和進(jìn)步，在指紋數(shù)據(jù)采集階段可采集到的APs的數(shù)量非常之多，樣本隨著時間不斷增加，這樣就增加了數(shù)據(jù)的存儲、計算等方面的難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于區(qū)域劃分和稀疏支持向量回歸的室內(nèi)指紋定位方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于區(qū)域劃分和稀疏支持向量回歸的室內(nèi)指紋定位方法，包括以下步驟：

1)將待定位區(qū)域劃分為多個子區(qū)域，定義各個子區(qū)域頂點的坐標(biāo)，并在各頂點設(shè)置參考信號節(jié)點，收集各參考信號節(jié)點周圍的無線接入點的信號強(qiáng)度，經(jīng)路由器建立與后臺服務(wù)器的連接，將收集到的信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)與該點的物理坐標(biāo)結(jié)合，形成指紋數(shù)據(jù)，上傳到服務(wù)器；

2)服務(wù)器將來自參考節(jié)點的信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)通過可靠AP選擇算法進(jìn)行過濾，并存儲在數(shù)據(jù)庫中；

3)構(gòu)建室內(nèi)指紋定位模型，并根據(jù)過濾后的指紋數(shù)據(jù)對室內(nèi)指紋定位模型進(jìn)行訓(xùn)練；