一种基于WLAN的室内定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于WLAN的室内定位方法，属于室内无线通信和网络技术领域，包括：离线训练阶段：构建离线指纹数据库；在线定位阶段：对终端扫描到的各个AP的RSSI数据进行预处理；判断AP是否可靠的算法；选择能用于定位AP的算法；计算定位位置。本发明专利技术提供的一种基于WLAN的室内定位方法，减少无线信号强度波动大对定位结果造成的影响，通过逻辑筛选出信号强度波动比较小的数据，使用这些数据来定位得到更准确的定位结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种WLAN室内定位领域的定位方法，属于室内无线通信和网络技术 领域。
技术介绍
近年来，随着人们物质生活水平的不断提高，人们对位置服务的需求也与日倶增， 如在人员调度、资产管理、紧急救援、安全监控、安全调度、智能交通、地图导航、出行指南等 诸多方面对定位的广泛需求；特别是在应对紧急情况是，如紧急救援、救灾应急指挥调度等 特殊应用场景下，定位信息更显得尤为重要。 随着普适计算机和分布式通信技术的深入研究，室内无线通信和网络技术飞速发 展，衍生出 了基于WLAN(WirelessLocalAreaNetworks,无线局域网），Bluetooth(蓝 牙），WSN(wirelesssensornetwork,无线传感器网络）等室内定位方式，以及基于指纹和 概率法的室内定位方法。 基于WLAN，Bluetooth，WSN等的定位技术，通过在室内进行网格划分，并在室内 部署大量的AP(AccessPoint，访问接入点），终端检测在每个网格内接收到的多个AP的 RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication,接收信号强度指示），由于不同位置接收到 的各个信号节点所发出的信号强度不同，将在各个网格中接收到的各个节点的RSSI作为 该网络的特征量以完成定位。 基于指纹的室内定位，通过采集室内不同区域尽可能多的AP的RSSI，并将对应的 无线接入点的MAC地址和RSSI存储在数据库中，终端用户测量周围无线信号强度，将它与 预先存储在数据库中的RSSI适量进行匹配定位，从而得到被定位终端用户的坐标信息。 概率法利用参考点上的已有训练样本，得出各个参考点上的RSSI信号概率分布。 一般采用高斯函数进行概率分布拟合，得出各个参考点的高斯概率分布的均值和带宽。概 率法充分利用了信号分布的统计特征，定位精度一般较加权最近邻法要高。 然而，它们都存在着同样的问题。基于指纹的室内定位方法，在实际应用中，由于 无线信号强度波动大的特性，定位阶段采集到的无线信号强度不像离线数据库中当前区域 的指纹反而更像其他区域的指纹，导致定位的偏差较大。基于概率法的室内定位方法，在实 际应用中存在RSSI信号在某个固定的参考点上的概率分布呈现非高斯、非线性、多模态的 特性，使得拟合出的概率分布函数与实际概率分布相差较大，从而导致定位时较大匹配误 差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的什么不足，提供一种基于WLAN的室 内定位方法，能得到更准确的定位结果。 本专利技术技术解决方案：一种基于WLAN的室内定位方法，包括以下步骤实现： 步骤一：离线训练阶段：构建离线指纹数据库。 构建离线指纹数据库包括：在目标定位区域均匀选取参考点，并采集参考点位置 的来自各个AP的无线信号强度。每个参考点的位置坐标与对应的RSSI向量集合构成一个 位置指纹。 步骤二：在线定位阶段：对终端扫描到的各个AP的RSSI数据进行预处理。 对扫描到的RSSI数据的预处理包括：删除不在离线指纹数据库出现过的AP的 RSSI数据，删除不适于定位AP的RSSI数据，对用于定位的RSSI数据按照RSSI的大小 降序排列。所述删除不适于定位AP的RSSI数据是指，定位AP的特征强度过低（RSSI小 于_95dB)，使用这些AP会降低定位精度，因此予以排除。 步骤三：判断AP是否可靠的算法：输入为5个不同AP的RSSI数据，输出为每个 AP能用于定位、不能用于定位、不确定能否用于定位三种信息。 判断AP是否可靠的算法包括：对于每个AP的RSSI数据，根据AP的RSSI值，给予 正负一定的（5dB)的偏移量，即每个AP的RSSI数据都可以看作是一个RSSI的区间，然后 根据该区间匹配离线指纹数据库，得到若干个位置点。然后将5个AP三三组合，一共有10 个组合，每个组合都将组合中3个AP各自得到的位置点求交集，得到该组合的位置点集合。 然后根据不同的情况进行判断： 1. 10个组合都不是空集： 1. 1如果10个组合包含有共同的位置点，那么输出这5个AP都是能用于定位的 AP〇 1. 2如果10个组合不包含共同的位置点 1. 2. 1如果排除某个AP所在的组合，其他组合包含有共同的位置点，得到所有这 样的AP。 1.2. 1. 1如果这样的AP唯一，那么输出该AP不能用于定位，其他AP都能用于定 位。 1. 2. 1. 2如果这样的AP不唯一，那么输出这5个AP都不确定能否用于定位。 2.只有2-9个组合不是空集 2. 1结果为空集的组合都是包含某个相同AP 2. 1.1 这个AP唯一 2. 1. 1. 1如果排除该AP所在的组合，其他组合包含有共同的位置点，输出该AP为 不能用于定位，其他AP能用于定位。 2. 1. 1. 2如果排除该AP所在的组合，其他组合没有共同的位置点，输出这5个AP 都不确定能否用于定位。 2. 1.2如果这个AP不唯一，输出这5个AP都不确定是否能用于定位 3.如果不是空集的组合数不多于1组，那么输出这5个AP都不确定能否用于定 位。 步骤四：选择能用于定位AP的算法：输入为步骤二中经过预处理的AP的RSSI数 据，输出为一组能用于定位的AP。 选择能用于定位AP的算法包括：设置1个能用于定位的AP集合，1个不能用于定 位的AP集合，1个不确定能否用于定位的AP集合，1个待判定的AP列表，首先选择输入的 前5个AP的RSSI数据加入待判定AP列表。 1.将待判定AP列表作为步骤三算法的输入，得到输出结果。 2.如果得到能用于定位的AP，将它们加入能用于定位的AP集合。如果能用于定 位的AP集合个数大于等于4个，跳到6,。否则从待判定AP列表中移除这些能用于定位的 AP〇 3.如果得到了不能用于定位的AP，将它们加入不能用于定位的AP集合，从待判定 AP列表中移除这些不能用于定位的AP。 4.如果得到了不确定能否用于定位的AP，将它们加入不确定能否用于定位的AP 集合，从待判定AP列表中移除这些不确定能否用于定位的AP。 5.从算法的输入数据中选择替补的数据，将待判定AP列表补足5个。如果不足5 个，从不确定能否用于定位AP的集合中补足，跳到1。 6.结束。 步骤五：计算定位位置。输入为步骤四输出的可用于定位AP的列表，输出为定位 坐标。 计算定位位置包括：使用可用于定位的AP的RSSI数据，通过匹配离线指纹数据 库，得到位置点信息，如果得到的位置点有多个，那么计算这些位置点的中心的位置。输出 最终计算得到的位置点的坐标。 本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术减少了无线信号强度波动大对定位结 果造成的影响，通过逻辑筛选出信号强度波动比较小的数据，使用这些数据来定位得到更 准确的定位结果。【附图说明】 图1为本专利技术方法实现流程图； 图2为本专利技术选择能用于定位AP的算法流程图； 图3为本专利技术判断AP是否可靠的算法流程图。【具体实施方式】 为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。 下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于WLAN的室内定位方法，其特征在于实现步骤如下：步骤一：离线训练阶段构建离线指纹数据库在目标定位区域选取多个参考点，并采集参考点位置的来自各个访问接入点AP的无线信号强度，每个参考点的位置坐标与对应的接收信号强度指示RSSI向量集合构成一个位置指纹，多个参考点的位置指纹形成离线指纹数据库；步骤二：在线定位阶段对终端扫描到的各个AP的RSSI数据进行预处理；预处理删除不在离线指纹数据库出现过的AP的RSSI数据，删除不适于定位AP的RSSI数据，对用于定位的RSSI数据按照RSSI的大小降序排列；步骤三：选择能用于定位的AP对于步骤二中经过预处理的AP的RSSI数据，设置1个能用于定位的AP集合，1个不能用于定位的AP集合，1个不确定能否用于定位的AP集合，1个待判定的AP列表；每次选择5个AP，采用判断AP是否可靠的算法，并且根据5个AP的判断结果将这些AP加入到不同的集合中，直到能用于定位的AP集合中AP数大于等于4个；所述判断AP是否可靠的算法具体为：输入5个不同AP的RSSI数据，对于每个AP的RSSI数据，根据AP的RSSI值，给予正负一定的偏移量，即每个AP的RSSI数据都看作是一个RSSI的区间，然后根据该区间匹配离线指纹数据库，得到若干个位置点；然后将5个AP三三组合，一共有10个组合，每个组合都将组合中3个AP各自得到的位置点求交集，得到该组合的位置点集合，再根据是空集或不是空集的不同的情况进行判断，得到AP能用于定位还是不能用于定位，或者不确定能否用于的信息；步骤四：计算定位位置根据步骤4输出的可用于定位AP的列表，使用可用于定位的AP的RSSI数据，通过匹配离线指纹数据库，得到位置点信息，如果得到的位置点有多个，则计算这些位置点的中心的位置，输出最终计算得到的位置点的定位坐标。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：诸彤宇，陈征，赵福丹，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11