[發明專利]一種基于定位矩陣的室內定位方法及設備

在審

• 申請號: 202110603094.1
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113347588A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 劉溪;岑健;伍銀波;熊建斌;宋海鷹;李爭名
• 申請（專利權）人: 廣東技術師范大學
• 主分類號: H04W4/33
• 分類號: H04W4/33;H04W64/00
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 馮精恒

本發明涉及室內定位領域，特別是一種基于定位矩陣的室內定位方法及設備。本發明基于接入點間RSSI值的弱相關性預先構建了指紋庫矩陣，在實際定位時，通過該指紋庫矩陣和請求位置的RSSI序列構建定位矩陣，即采用矩陣閾值化計算得到0?1矩陣機制取代了傳統的確定性定位算法進行位置估計，極大的提升了指紋數據庫的魯棒性，也使得定位結果不因網絡環境的變化而發生改變，即解決了接入點發生變化后定位準確度會大幅下降的問題。

技術領域

本發明涉及室內定位領域，特別是一種基于定位矩陣的室內定位方法及設備。

背景技術

具體而言，位置指紋法中指紋數據庫存儲的是在定位區域內所有參考點(Reference Point，RP；即在定位區域中預先確定的用于對比的若干點位，本發明所述參考點為采用網格法對定位區域進行劃分后網格線之間的交點)采集的RSSI值及其相應的位置信息構成的數據集，假定離線階段構建的指紋數據庫中包含l個參考點的指紋L＝{L₁,L₂,...,L_n|L_i＝(x_i,y_i)}，記為{F₁,F₂,…,F_l}，其中F_i＝(R_i,L_i)，R_i＝(r_i¹,r_i²,...,r_i^q)此外r_i^j表示在第i個參考點處接收到的來自第j個接入點(Access Point，AP；即移動終端接入網絡時的連接點)的平均RSSI值(接收信號強度指示Received Signal StrengthIndicators，RSSI)，同時其位置信息為{R₁,R₂,…,R_l}(傳統指紋數據庫的存儲形式為{(R₁,F₁),(R₂,F₂)…,(R_l,F_l)})。

在實時定位階段，當用戶請求查詢自己所在位置時，其發送當前位置RSSI值序列R_s^a＝(r_s^a1,r_s^a2,...,r_s^aq)至定位服務器，服務器將計算得到的歐式距離最近的參考點(NN算法)或歐式距離最近的N個參考點的幾何中心(KNN算法)返回用戶。

當定位區域內的網絡現狀發生變化時，例如移除一個部署的現有接入點時，這個接入點的信息將不再被定位用戶探測到，即不存在于當前位置測得的RSSI向量S中，但此時指紋數據庫仍保留有此接入點信息，即發生了上述維度不一致的問題，需新增一個具有極小值的接入點指紋，這時根據確定性定位算法計算出的距離信息將發生較大改變，極大影響定位精度。此外，當新增部署接入點或顯著改變現有接入點部署位置時會出現類似的問題，即實時定位階段計算的位置信息準確性快速顯著降低。因此如何避免網絡環境變化對定位的影響成為一個需要解決的關鍵問題。

在實時定位階段當接收用戶的定位請求時，其將當前位置測得的RSSI向量S＝(S₁,S₂,…,S_m')發送至指紋數據庫服務器，其中S_m'是在當前位置測得的來自第m'個接入點的RSSI平均值。則S與指紋數據庫中每個參考點處的指紋F_i的歐幾里德距離表示如下：

根據用戶請求定位時發送的RSSI向量S，數據庫服務器返回的定位位置為和S距離最短的RSSI指紋所對應的參考點位置，即通過下式獲取所述參考點位置：