[發明專利]一種基于譜回歸核判別分析的候機樓室內定位方法

在審

• 申請號: 201810734877.1
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108900970A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 丁建立;穆濤;王懷超
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: H04W4/021
• 分類號: H04W4/021;H04W4/33;H04W64/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

本發明公開了一種基于譜回歸核判別分析的候機樓室內定位方法。屬于航空技術領域，本發明在分析了機場候機樓定位環境特點的基礎上，使用核方法對數據進行處理提高定位精度。主要包括以下步驟：step1、在離線階段采集已知位置的接收信號強度數據；step2、使用譜回歸核判別分析方法提取原始位置指紋的非線性特征生成新的特征指紋庫；step3、在線階段使用SRKDA對待定位點的RSS數據進行處理；step4、使用KNN算法進行位置估計。本發明可廣泛應用在機場候機樓，并且能夠有效提高室內定位精度，同時有效節省數據處理時間，提高定位效率。

技術領域

本發明屬于航空技術領域，特別是涉及一種基于譜回歸核判別分析的候機樓室內定位方法。針對機場候機樓客流量大，室內環境復雜多變這一特點，本發明涉及的方法能對原始指紋數據進行譜回歸核判別分析處理并存入特征指紋庫，在線階段對指紋數據進行同樣處理，然后使用處理后的數據與特征指紋庫進行匹配。本發明能夠有效提高室內定位精度，同時有效節省數據處理時間，提高定位效率。

背景技術

機場候機樓是值機托運、安檢通行、候機登機等民用航空業務集散交互的大型關鍵場所。由于機場候機區存在室內環境復雜，人員易走失等問題，嚴重影響機場的服務質量。因此，面向機場候機樓的室內定位方法研究顯得尤為重要。參考目前諸多論文，對于機場候機樓室內定位的研究很少，并且其中大多是將現有的室內定位方法引入到候機樓環境中，沒有抽取出候機樓的特點。在候機樓環境中，由于人流量較大，定位環境復雜，旅客對于定位的需求較大，因此需要一種針對候機樓復雜環境的定位方法。

在室內環境中，由于WLAN技術的廣泛應用，以及其布設簡單、價格低廉等優點，所以基于WLAN的定位方法更加適用于室內環境。基于WLAN的室內定位方法包括基于測距模型的定位方法和基于位置指紋模型的定位方法，其中，基于位置指紋模型的定位方法由于其定位精度更高，成為了主流方法和研究熱點。基于WIFI信號的指紋定位方法主要包括基于接收信號強度(RSS，Received Signal Strength)指紋的定位方法、基于信道沖擊響應(CIR,Channel Impulse Response)指紋的定位方法等。由于基于信道沖擊響應的指紋定位方法需要特殊設備，所以現在更多的是基于RSS的定位方法。基于RSS的指紋定位方法一般包括兩個階段：離線訓練階段和在線定位階段。離線階段主要是進行位置指紋數據的采集以及建立指紋庫，在線階段通過相應的匹配算法查找待定位節點的指紋所對應的物理位置信息，以估計待定位節點位置。

線性判別分析(Linear Discriminant Analysis)簡稱LDA，LDA是分類算法中的一種。LDA通過對歷史數據進行投影，以保證投影后同一類別的數據盡量靠近，不同類別的數據盡量分開。LDA是一種監督學習的降維技術，也就是說它的數據集的每個樣本是有類別輸出的。而主成分分析法(PCA，Principal Component Analysis)是不考慮樣本類別輸出的無監督降維技術。LDA是將數據在低維度上進行投影，投影后希望每一種類別數據的投影點盡可能的接近，而不同類別的數據的類別中心之間的距離盡可能的大。投影向量通常通過最大化類間協方差矩陣同時最小化類內協方差矩陣來獲得。而KDA是在LDA的基礎上使用了核方法。

綜上所述，傳統技術存在的缺陷為：傳統技術在定位時，不考慮RSS數據受干擾的情況，在實際的室內環境中，尤其是在候機樓這種人流量大的環境中，由于人對RSS數據有影響，這種定位方法會增加定位誤差。并且傳統的定位方法存在定位效率低下的缺陷。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：

本發明的目的一是提供一種基于譜回歸核判別分析的候機樓室內定位方法，S1、該方法

在離線階段采集已知位置的接收信號強度數據；

S2、使用譜回歸核判別分析方法提取原始位置指紋的非線性特征生成新的特征指紋庫。