基于信號接收強度指示相關性的室內定位方法
【專利摘要】一種基于信號接收強度指示相關性的室內定位方法包括：進行信號接收強度指示的相關性變換，對所述相關性指紋數(shù)據(jù)進行相似性計算和定位匹配。本發(fā)明的技術方案可以克服眾包模式下終端的差異性，保持室內定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及定位精度。
【專利說明】基于信號接收強度指示相關性的室內定位方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及室內定位【技術領域】，具體涉及一種基于信號接收強度指示相關性的室 內定位方法。

【背景技術】
[0002] 隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，智慧城市概念的提出和迅速普及，基于位置的 服務（Location Based Service, LBS)受到越來越多的關注，在醫(yī)療保健、緊急救助、個性化 信息傳遞等科技生活領域顯示出巨大的活力。以終端為平臺，基于無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Networks,WLAN)的室內定位，因其能夠以純軟件的方式實現(xiàn)，定位系統(tǒng)成本低 等特點，成為近年來普適計算和位置感知領域的一個研究熱點。
[0003] WLAN熱點服務的高覆蓋率是保證精確室內外無縫定位技術實現(xiàn)的可能，這一點正 好契合智慧城市無線網(wǎng)絡全覆蓋的需求，同時大型的超市，賣場WLAN熱點的覆蓋率也正在 逐步上升?；赪LAN的室內定位技術關鍵點在于構建指紋數(shù)據(jù)庫，傳統(tǒng)的構造方式需要專 門訓練的專家以及專業(yè)的設備，花費大量人力物力。因此，眾包模式被引入到指紋數(shù)據(jù)庫的 構建過程中，即普通使用室內定位服務的潛在用戶使用自有終端完成指紋數(shù)據(jù)采集的一部 分，這樣指紋數(shù)據(jù)庫的構建被分解為若干子任務。由此，眾包模式解決了指紋數(shù)據(jù)庫采集工 作量大的問題。隨之而來，由于終端的差異性問題，使得指紋數(shù)據(jù)差異性顯著，降低了定位 精度。
[0004] 因此如何克服眾包模式下終端的差異性，保持室內定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及定位精 度引起了廣大研究人員的重點關注，成為目前亟待解決的問題之一。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明解決得技術問題是如何克服眾包模式下終端的差異性，保持室內定位系統(tǒng) 的穩(wěn)定性以及定位精度。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于信號接收強度指示相關性的室內定 位方法，包括：
[0007] 進行信號接收強度指示的相關性變換，所述相關性變換包括將待比對指紋數(shù)據(jù)中 的信號接收強度指示序列擴展為信號接收強度指示相關性序列，得到相關性指紋數(shù)據(jù)；
[0008] 對所述相關性指紋數(shù)據(jù)進行相似性計算，所述相似性計算包括不同指紋之間相同 接入點的相似性計算以及同一指紋之間的相似性計算，得出待定位指紋數(shù)據(jù)；
[0009] 定位匹配，所述定位匹配包括基于所述指紋相似性，對所述待定位指紋數(shù)據(jù)和經(jīng) 過聚類分析的已有指紋數(shù)據(jù)庫進行聚類匹配，并基于信號接收強度指示相關性的指紋相似 性獲得最佳位置估計點的最近鄰居，定位出位置信息。
[0010] 可選的，所述將待比對指紋數(shù)據(jù)中的信號接收強度指示序列擴展為信號接收強度 指示相關性序列包括：將所述信號接收強度指示序列中的每個單點的信號接收強度指示值 擴展為一維向量，所述一維向量包括同一指紋信號接收強度指示序列中低于當前信號接收 強度指示門限值的信號接收強度指示值及其對應的接入點信息。
[0011] 可選的，所述將所述信號接收強度指示序列中的每個單點的信號接收強 度指示值擴展為一維向量包括：對任一點信號接收強度指示值進行相關性擴展， 對于指紋Fi的信號接收強度指示序列

【權利要求】
1. 一種基于信號接收強度指示相關性的室內定位方法，其特征在于，包括： 進行信號接收強度指示的相關性變換，所述相關性變換包括將待比對指紋數(shù)據(jù)中的信 號接收強度指示序列擴展為信號接收強度指示相關性序列，得到相關性指紋數(shù)據(jù)； 對所述相關性指紋數(shù)據(jù)進行相似性計算，所述相似性計算包括不同指紋之間相同接入 點的相似性計算以及同一指紋之間的相似性計算，得出待定位指紋數(shù)據(jù)； 定位匹配，所述定位匹配包括基于所述指紋相似性，對所述待定位指紋數(shù)據(jù)和經(jīng)過聚 類分析的已有指紋數(shù)據(jù)庫進行聚類匹配，并基于信號接收強度指示相關性的指紋相似性獲 得最佳位置估計點的最近鄰居，定位出位置信息。
2. 如權利要求1所述的基于信號接收強度指示相關性的室內定位方法，其特征在于， 所述將待比對指紋數(shù)據(jù)中的信號接收強度指示序列擴展為信號接收強度指示相關性序列 包括： 將所述信號接收強度指示序列中的每個單點的信號接收強度指示值擴展為一維向量， 所述一維向量包括同一指紋信號接收強度指示序列中低于當前信號接收強度指示門限值 的信號接收強度指示值及其對應的接入點信息。
3. 如權利要求2所述的基于信號接收強度指示相關性的室內定位方法，其特征在于， 所述將所述信號接收強度指示序列中的每個單點的信號接收強度指示值擴展為一維向量 包括：
對任一點信號接收強度指示值進行相關性擴展，對于指紋Fi的信號接收強度指示序列 {V /GS7/，…，丨中的RSSIj，在Si查找低于預定門限值S (請發(fā)明人補充門限 值的取值范圍）的信號接收強度指示子序列，并記錄對應的接入點信息，得到信號接收強 度指示的相關序列 >巧其中^為該 9 J 相關序列的錨節(jié)點，為相關序列中的差異部分； 基于信號接收強度指示相關序列，重新構造相關性指紋數(shù)據(jù)@得出 ，
4. 如權利要求1所述的基于信號接收強度指示相關性的室內定位方法，其特征在于， 所述不同指紋之間相同接入點的相似性計算以及同一指紋之間的相似性計算包括： 將信號接收強度指示之間的相關性進行量化，得出接入點相似性和指紋相似性，并基 于所述指紋相似性，對已有指紋數(shù)據(jù)庫進行聚類分析。
5. 如權利要求4所述的基于信號接收強度指示相關性的室內定位方法，其特征在于， 所述將信號接收強度指示之間的相關性進行量化包括： 搜索差異性組合并計算差異度，對于待比對指紋數(shù)據(jù)武,和相關性指紋數(shù)據(jù)，相 關性序列
，且
eP"，若錨節(jié)點
和的相關性序列中，找到所有的組合, 滿足條件：允SS7；； e ，
所述得出接入點相似性和指紋相似性包括：
計算和的AP相似性= RSSi； AOO/ I 計算待比對指紋數(shù)據(jù)先和相關性指紋數(shù)據(jù)g的指紋相似性+ &>?<"/ ; 所述基于所述指紋相似性，對已有指紋數(shù)據(jù)庫進行聚類分析包括： 基于得到的所述指紋相似性Sim^獲得聚類分析中的相似性矩陣對指紋數(shù)據(jù)庫進行聚 類分析得到指紋聚類集合：，…，F(xiàn)N，i e (1，N)}，其中匕為簇頭。
6. 如權利要求1所述的基于信號接收強度指示相關性的室內定位方法，其特征在于， 所述對所述待定位指紋數(shù)據(jù)和經(jīng)過聚類分析的已有指紋數(shù)據(jù)庫進行聚類匹配包括： 聚類匹配，基于所述的指紋相似性計算方法計算待定位指紋F。與每個聚類簇頭指紋之 間的相似性Sim°'m，F(xiàn)me Cm。根據(jù)相似性排序得到最優(yōu)的Μ個匹配類{A，C2，…，CM}; 所述基于信號接收強度指示相關性的指紋相似性獲得最佳位置估計點的最近鄰居包 括： 最近鄰居位置估計，由得到的所述匹配類IA，c2，…，cM}，計算待定位指紋與上述Μ各 聚類中的指紋之間的相似性，選取最小的Κ個指紋得出位置估計：
7. 如權利要求1所述的基于信號接收強度指示相關性的室內定位方法，其特征在于， 還包括：進行所述定位匹配之前，建立所述已有指紋數(shù)據(jù)庫。
【文檔編號】H04W64/00GK104302000SQ201410546502
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權日:2014年10月15日
【發(fā)明者】俞暉, 黃正勇, 夏俊, 陳嘉偉 申請人:上海交通大學