指纹特征定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于无线定位技术领域，提供了一种指纹特征定位方法及装置。本发明专利技术的指纹特征定位方法包括：在待测点处采集接入点的相关信息作为待测点的数据，待测点的数据包括：至少一个接入点标识、每个接入点标识对应的信号强度；通过匹配所述待测点的数据与指纹特征库中的参考点的数据，选取多个参考点用于估算所述待测点的坐标；分别计算选取的每个参考点的信号强度与所述待测点的信号强度的余弦相似度，以余弦相似度作为对应参考点的权值，对所有选取的参考点的坐标进行加权平均，得到待测点的坐标；采用迭代法对待测点的坐标进行优化，直到满足收敛条件。本发明专利技术的指纹特征定位方法，在不增加指纹特征库信息量的前提下提高了定位精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线定位
，具体涉及一种指纹特征定位方法及装置。
技术介绍
常见的基于指纹特征库的定位算法有质心定位法、基于位置指纹的计算方法。质心定位法利用待测目标到至少三个已知的参考点的距离信息来估计目标位置，其中参考点位置信息必须是已知的，该方法环境依赖度高而且精度不够高。基于位置指纹的定位计算方法，需要提前收集定位的环境中的位置指纹信息，然后通过待测目标处的位置指纹信息推算出相应的位置信息，一般情况下位置指纹收集的越多，定位的准确率就越高。基于位置指纹的定位计算方法的主要问题是定位精度问题，为了达到一定的定位精度，需要大量的位置指纹信息，而采集大量的位置指纹信息成本较高。尽管后来提出了基于传感器的距离估计方法可以通过用户的运动采集位置指纹信息，但是想要密集的采集指纹信息需要的时间和人力成本依然较高。因此，如何在不增加指纹特征库信息量的前提下提高定位精度，是目前急需解决的关键问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供指纹特征定位方法及装置，在不增加指纹特征库信息量的前提下提高了定位精度。第一方面，本专利技术提供的指纹特征定位方法，包括：在待测点处采集接入点的相关信息作为待测点的数据，所述待测点的数据包括：至少一个接入点标识、每个接入点标识对应的信号强度；通过匹配所述待测点的数据与指纹特征库中的参考点的数据，选取多个参考点用于估算所述待测点的坐标，所述参考点的数据包括：接入点标识、每个接入点标识对应的信号强度、参考点的坐标；分别计算选取的每个参考点的信号强度与所述待测点的信号强度的余弦相似度，以余弦相似度作为对应参考点的权值，对所有选取的参考点的坐标进行加权平均，得到所述待测点的坐标；采用迭代法对所述待测点的坐标进行优化，直到满足收敛条件。可选地，所述分别计算选取的每个参考点的信号强度与所述待测点的信号强度的余弦相似度，以余弦相似度作为对应参考点的权值，对所有选取的参考点的坐标进行加权平均，得到所述待测点的坐标，包括：所述参考点的信号强度与所述待测点的信号强度的余弦相似度通过如下公式计算得到， cosθ i = a · b | | a | | · | | b | | ]]>其中，a＝(P1,P2,…,Pn)为所述待测点的信号强度组成的向量，P1,P2,…,Pn为所述待测点接收到的接入点对应的信号强度，b＝(Pi1,Pi2,…,Pin)为第i个参考点的信号强度组成的向量，Pi1,Pi2,…,Pin为第i个参考点接收到的接入点对应的信号强度；通过如下公式计算得到所述待测点的坐标， ( x 0 , y 0 ) = Σ i = 1 K cosθ i · ( x i , y i ) Σ i = 1 K cosθ i ]]>其中，K为选取的参考点的个数，(xi,yi)为第i个参考点的坐标。可选地，采用迭代法对所述待测点的坐标进行优化，包括：以(x0,y0)作为初始坐标，以所述待测点到参考点的欧式距离的倒数为权值，按照下式进行迭代计算： ( x j , y j ) = Σ i = 1 K 1 / d i · ( x i , y i ) Σ i = 1 K 1 / d i ]]>其中，di为待测点(xj-1,yj-1)到第i个参考点(xi,yi)的欧式距离，(xi,yi)为经过j次迭代后得到的待测点的坐标。可选地，所述收敛条件包括：迭代次数达到阈值或Δd≤0.000001m，其中，可选地，所述通过匹配所述待测点的数据与指纹特征库中的参考点的数据，选取多个参考点用于估算所述待测点的坐标，包括：在指纹特征库中查找与待测点有相同接入点标识的参考点，所述参考点用于待测点的坐标估算；若在所述指纹特征库中没有查找到与所述待测点有到相同接入点标识的参考点，去掉待所述测点中信号强度最弱的接入点对应的接入点标识，直到在所述指纹特征库中查找到与所述待测点剩下的接入点标识相同的参考点，所述参考点用于待测点的坐标估算。本专利技术实施例提供的指纹特征定位方法，在不增加指纹特征库信息量的前提下，以余弦相似度为权值进行坐标的加权平均计算，并进行了以欧式距离的倒数为权值的坐标迭代优化，提高了定位精度。第二方面，本专利技术提供的一种指纹特征定位装置，包括：待测点信息获取模块，用于在待测点处采集接入点的相关信息作为待测点的数据，所述待测点的数据包括：至少一个接入点标识、每个接入点标识对应的信号强度；参考点匹配模块，用于通过匹配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹特征定位方法，其特征在于，包括：在待测点处采集接入点的相关信息作为待测点的数据，所述待测点的数据包括：至少一个接入点标识、每个接入点标识对应的信号强度；通过匹配所述待测点的数据与指纹特征库中的参考点的数据，选取多个参考点用于估算所述待测点的坐标，所述参考点的数据包括：接入点标识、每个接入点标识对应的信号强度、参考点的坐标；分别计算选取的每个参考点的信号强度与所述待测点的信号强度的余弦相似度，以余弦相似度作为对应参考点的权值，对所有选取的参考点的坐标进行加权平均，得到所述待测点的坐标；采用迭代法对所述待测点的坐标进行优化，直到满足收敛条件。

【技术特征摘要】
1.一种指纹特征定位方法，其特征在于，包括：在待测点处采集接入点的相关信息作为待测点的数据，所述待测点的数据包括：至少一个接入点标识、每个接入点标识对应的信号强度；通过匹配所述待测点的数据与指纹特征库中的参考点的数据，选取多个参考点用于估算所述待测点的坐标，所述参考点的数据包括：接入点标识、每个接入点标识对应的信号强度、参考点的坐标；分别计算选取的每个参考点的信号强度与所述待测点的信号强度的余弦相似度，以余弦相似度作为对应参考点的权值，对所有选取的参考点的坐标进行加权平均，得到所述待测点的坐标；采用迭代法对所述待测点的坐标进行优化，直到满足收敛条件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算选取的每个参考点的信号强度与所述待测点的信号强度的余弦相似度，以余弦相似度作为对应参考点的权值，对所有选取的参考点的坐标进行加权平均，得到所述待测点的坐标，包括：所述参考点的信号强度与所述待测点的信号强度的余弦相似度通过如下公式计算得到， cosθ i = a · b | | a | | · | | b | | ]]>其中，a＝(P1，P2，…，Pn)为所述待测点的信号强度组成的向量，P1，P2，…，Pn为所述待测点接收到的接入点对应的信号强度，b＝(Pi1，Pi2，…，Pin)为第i个参考点的信号强度组成的向量，Pi1,Pi2,…,Pin为第i个参考点接收到的接入点对应的信号强度；通过如下公式计算得到所述待测点的坐标， ( x 0 , y 0 ) = Σ i = 1 K cosθ i · ( x i , y i ) Σ i = 1 K cosθ i ]]>其中，K为选取的参考点的个数，(xi,yi)为第i个参考点的坐标。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用迭代法对所述待测点的坐标进行优化，包括：以(x0,y0)作为初始坐标，以所述待测点到参考点的欧式距离的倒数为权值，按照下式进行迭代计算： ( x j , y j ) = Σ i = 1 K 1 / d i · ( x i , y i ) Σ i = 1 K 1 / d i ]]>其中，di为待测点(xj-1,yj-1)到第i个参考点(xi,yi)的欧式距离，(xi,yi)为经过j次迭代后得到的待测点的坐标。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述收敛条件包括：迭代次数达到阈值或Δd≤0.000001m，其中，5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过匹配所述待测点的数据与指纹特征库中的参考点的数据，选取多个参考点用于估算所述待测点的坐标，包括：在指纹特征库中查找与所述待测点有相同接入点标识的参考点，所述参考点用于待测点的坐标估算；若在所述指纹特征库中没有查找到与所述待测点有到相同接入点标识的参考点，去掉待所述测点中信号强度最弱的接入点对应的接入点标识，直到在所述指纹特征库...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕明，汪冬燕，牟新利，张弛，
申请(专利权)人：北京方位捷讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11