[發(fā)明專利]一種多方向采集結(jié)合聚類的WiFi指紋室內(nèi)定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810614189.1
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108882363A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常津銘;王紅蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W4/021;H04W4/33
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 胡緒東

1.一種多方向采集結(jié)合聚類的WiFi指紋室內(nèi)定位方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

(1)信號采集器選取東西南北四個方向進(jìn)行信號強(qiáng)度值采集；

(2)對步驟(1)中的信號強(qiáng)度值進(jìn)行降噪處理：

定義待定位區(qū)域有m個AP，AP為無線發(fā)射器，有n個參考點(diǎn)，將每個待測點(diǎn)每個ap的每個方向信號作為一類，則共有4*mn類；降噪方法包括以下步驟：

1)首先，將單個AP單個方向采集的信號作為一類，即：

X＝{[x₁₁，x₁₂，…x_1j，…]，[x₂₁，x₂₂，…，x_2j，…]，…[x_i1，x_i2，…，x_ij，…][x_mn1，x_mn2，…，x_mnj，…]}

其中X為采集的mn組信號值組成的集合，x_ij為第i組第j個信號；

2)計算出每個集合的均值，并計算每個元素與均值之間的差值，判斷是否大于μ：

|RSSI_ij-γ_i|＞μ

γ_i為i組信號的均值作為初始質(zhì)心，RSSI.length為該集合的長度，μ為信號噪聲的閾值，當(dāng)|RSSI_ij-γ_i|＞μ，表示該值為噪聲，并剔除該信號強(qiáng)度值；

3)重復(fù)步驟2)，直到單個AP單個方向采集的信號的一類集合元素均滿足要求停止，選擇另一個集合重復(fù)步驟(2)，如果所有集合都滿足，停止降噪處理，將此時的γ_i作為最終元素；

4)重復(fù)步驟2)-3)對每個方向同樣處理，最終得到四個值，求得均值作為最終元素；

(3)對指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，建立索引，當(dāng)最終元素篩選完畢后，對每一個位置指紋中的信號強(qiáng)度按從大到小進(jìn)行排序，即：

AP＝[AP₁；RSSI₁，AP₂；RSSI₂，…，AP_N；RSSI_N]

其中，RSSI₁>RSSI₂>…>RSSI_N，把具有相同H個最強(qiáng)信號值的位置聚類為一個集合，即代表該類距離此H個發(fā)射器較近；

(4)根據(jù)步驟(3)中的每個聚類的集合，找到與帶測點(diǎn)信號有相同H個最大值的類，采用K最近鄰算法計算待測點(diǎn)的坐標(biāo)位置為

d_i表示信號之間的歐氏距離，RSSI_i表示在線收集信號第i個信號強(qiáng)度，RSSI_Api表示位置指紋中與i對應(yīng)的向量分量，(x，y)表示待測點(diǎn)坐標(biāo)，(x_i，y_i)表示最近的點(diǎn)的坐標(biāo)，在計算出K個參考點(diǎn)后，將歸一化加權(quán)系數(shù)分別分配給對應(yīng)的參考點(diǎn)坐標(biāo)：

式中，d_i表示實(shí)時測量RSS樣本與第i個近鄰參考點(diǎn)的RSS歐氏距離；參數(shù)γ為歸一化系數(shù)；β是為避免分?jǐn)?shù)出現(xiàn)零設(shè)置的一個較小的正常數(shù)，取值小于0.5。