[發(fā)明專利]一種基于眾包樣本加權(quán)曲面擬合的室內(nèi)定位方法

有效

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• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN109059919B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王邦;林俊宏;楊光
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;H04W4/02;H04W4/33
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發(fā)明公開了一種基于眾包樣本加權(quán)曲面擬合的室內(nèi)定位方法，包括以：目標區(qū)域中設(shè)置N個信號源，并將目標區(qū)域劃分為P個子區(qū)域；收集目標區(qū)域的眾包樣本數(shù)據(jù)；分配樣本所在子區(qū)域，分別計算信號源對區(qū)域定位、區(qū)域內(nèi)位置定位的重要度；子區(qū)域中樣本在物理空間分簇、信號空間分簇，根據(jù)分簇結(jié)果計算樣本權(quán)值；在每個子區(qū)域內(nèi)根據(jù)樣本權(quán)值進行樣本篩選，用曲面擬合函數(shù)擬合信號源在該子區(qū)域內(nèi)的信號強度分布；計算各子區(qū)域的區(qū)域指紋；采樣待定位置點指紋；用信號源的重要度加權(quán)進行區(qū)域定位粗定位和區(qū)域內(nèi)定位精準定位。本發(fā)明通過客觀合理評價信號強度樣本可信度從而構(gòu)建準確指紋庫。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于眾包樣本加權(quán)曲面擬合的室內(nèi)定位方法。

背景技術(shù)

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，人們對室內(nèi)基于位置的信息服務(wù)不斷增加。室內(nèi)基于位置的信息服務(wù)主要包括車位查找、物流管理、商品促銷信息推送服務(wù)等。目前已經(jīng)開發(fā)出多種室內(nèi)定位技術(shù)，例如，WiFi定位、藍牙定位、紅外定位等。基于WiFi技術(shù)的室內(nèi)定位由于無需額外布置定位信標，用戶無需額外購置定位硬件設(shè)備，受到廣泛青睞，并在近年成為了室內(nèi)定位研究的重要對象。

基于WiFi技術(shù)的室內(nèi)定位技術(shù)可分為兩種：基于測距的定位技術(shù)和基于指紋的定位技術(shù)。前者基于傳播模型測距的多邊定位技術(shù)，但由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜多變性，使得普適傳播模型不可能精確得到，且在室內(nèi)家具、物體的遮蔽與多徑反射作用下導(dǎo)致該技術(shù)定位精度不是很高。后者則基于在室內(nèi)不同位置上所接收到的信號源信號強度具有唯一性，從而稱作信號強度(RSS,Received Signal Strength)指紋定位。

基于指紋的室內(nèi)定位技術(shù)可分為兩個階段，一是離線指紋地圖構(gòu)造階段，二是待測設(shè)備定位階段。根據(jù)離線指紋地圖構(gòu)造的方法的不同，基于指紋的室內(nèi)定位技術(shù)又可分為：傳統(tǒng)的基于現(xiàn)場勘測的定位技術(shù)，例如CN103379441A；基于眾包指紋的定位技術(shù)，例如，CN105242239A。

基于眾包指紋的室內(nèi)定位技術(shù)，其思想主要是利用一般人群進行有意識或隨意的測量作為指紋來源，避免了傳統(tǒng)的基于現(xiàn)場勘測的定位技術(shù)耗時耗力的技術(shù)問題。針對如何減小定位誤差，現(xiàn)有的基于眾包指紋的室內(nèi)定位技術(shù)，通常是通過多種多樣的方式實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的平均，期望能濾除不準確的樣本的影響。例如，專利CN106792465A，該專利通過劃分柵格方式存放樣本，將坐標位置處于同一柵格范圍內(nèi)的不同樣本，視作是在該柵格點處所收集到的樣本，可以較大程度上減少標注誤差；也有通過卡爾曼濾波等方法去消除這些誤差的定位方法。但上述方法都沒有從源頭上入手，單純認為不同眾包樣本占有平等的地位，期望通過大量數(shù)據(jù)的平均構(gòu)建具有代表性的指紋庫，從而導(dǎo)致指紋庫不僅準確度差，而且收斂慢。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種客觀合理評價信號強度樣本可信度從而構(gòu)建準確指紋庫的方法，由此解決現(xiàn)有定位技術(shù)中無法評估樣本準確性，基于有誤差的眾包樣本構(gòu)建得到失真指紋庫，導(dǎo)致定位誤差較大的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例一種基于眾包樣本加權(quán)曲面擬合的室內(nèi)定位方法，該方法包括以下步驟：

S1.目標區(qū)域中設(shè)置N個信號源，并將目標區(qū)域劃分為P個子區(qū)域；

S2.收集目標區(qū)域的眾包樣本數(shù)據(jù)；

S3.分配樣本所在子區(qū)域，分別計算信號源對區(qū)域定位、區(qū)域內(nèi)位置定位的重要度和

S4.子區(qū)域中樣本在物理空間分簇、信號空間分簇，根據(jù)分簇結(jié)果計算樣本權(quán)值；

S5.在每個子區(qū)域內(nèi)根據(jù)樣本權(quán)值進行樣本篩選，用曲面擬合函數(shù)擬合信號源在該子區(qū)域內(nèi)的信號強度分布；

S6.計算各子區(qū)域的區(qū)域指紋；

S7.采樣待定位置點指紋；