一种基于众包样本的室内无线电地图构建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于众包样本的室内无线电地图构建方法，包括：(1)栅格划分步骤；(2)栅格样本支撑集获取步骤；(3)异常样本检测与剔除步骤；(4)AP筛选与设备指纹构造步骤；(5)设备指纹插值步骤；(6)设备指纹校准步骤；(7)栅格指纹获取步骤。本发明专利技术可以解决现有的基于众包样本构建室内无线电地图的方法中存在的不准确的众包样本标注、不相等的样本维度、不均匀的空间分布以及不同的测量设备所导致的定位准确度不高问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于众包样本的室内无线电地图构建方法
本专利技术属于室内定位
，更具体地，涉及一种基于众包样本的室内无线电地图构建方法。
技术介绍
随着移动设备的爆炸性扩散和社交网络的普及，在许多工业和商业应用中，室内位置信息起着越来越重要的作用，比如，移动机器人，室内导航，基于位置的信息推送等。在复杂的室内环境中，由于隔断及阻挡等复杂的室内布局，全球定位系统(GPS,GlobalPositioningSystem)性能大大降低。基于此，研究人员提出多种室内定位技术，比如WiFi定位、超声波定位、蓝牙定位等，不同定位技术需要的硬件设备不尽相同，且实现的定位准确度也不相同。其中，由于城市的大多数区域已经实现了WiFi信号覆盖，如果利用现有的WiFi设施进行定位可以大大节约基础设施的成本，因此，WiFi室内定位技术得到了广泛的研究。基于WiFi指纹的室内定位技术又是其中的热点。基于指纹的室内定位技术的基本思想是室内每个位置都具有独特的信号特征，这个独特的信号特征称为指纹。现有基于指纹的定位技术主要由两个阶段组成：离线指纹地图构造阶段和在线设备定位阶段。传统的离线指纹地图构造阶段通常由专业测量人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于众包样本的室内无线电地图构建方法，其特征在于，包括：(1)栅格划分步骤：在平面目标区域内建立平面直角坐标系；将所述平面目标区域划分为K个相互不重叠的定位区域，并进一步将每个定位区域划分为大小相近的栅格；经过划分后，所述平面目标区域共包含G个栅格；其中，K和G均为正整数；(2)栅格样本支撑集获取步骤：在所述平面目标区域内，通过众包的方式，利用

【技术特征摘要】
1.一种基于众包样本的室内无线电地图构建方法，其特征在于，包括：(1)栅格划分步骤：在平面目标区域内建立平面直角坐标系；将所述平面目标区域划分为K个相互不重叠的定位区域，并进一步将每个定位区域划分为大小相近的栅格；经过划分后，所述平面目标区域共包含G个栅格；其中，K和G均为正整数；(2)栅格样本支撑集获取步骤：在所述平面目标区域内，通过众包的方式，利用个设备采集得到M个样本，每一个样本包含采集点的标注坐标、被采集的设备标号以及在该点测量到的来自不同AP的信号强度序列；所采集M个的样本中，第j个样本的标注坐标为(xj，yj)，所述第j个样本被采集的设备标号为εj，并且所述第j个样本的AP信号强度的序列为[rj1,rj2,…,rja,…,rjN]，其中，rja表示所述第j个样本所接收到的第a个AP的信号强度值，N为所述第j个样本接收到的AP的数量；若第h个栅格Grdh与所述第j个样本位于同一定位区域内，且在所述第j个样本所在定位区域内，所述栅格Grdh的中心坐标(Xh，Yh)与所述第j个样本的标注位置坐标(xj，yj)的欧式距离最小，则将所述第j个样本加入到所述栅格Grdh的样本支撑集SSh中；其中，j的取值为1～M，a的取值为1～N，h的取值为1～G，和M均为正整数；遍历每一个栅格，对于第g个栅格Grdg，若其样本支撑集SSg包含的样本数量大于阈值Nth，则执行步骤(3)；否则，执行步骤(5)；其中，g的取值为1～G；(3)异常样本检测与剔除步骤：对于第g个栅格Grdg，根据其样本支撑集SSg中样本被采集的设备标号，将所述样本支撑集SSg划分为E个设备样本集合，其中每一个设备样本集合中的样本由同一个设备采集得到；在E个设备样本集合中，第e个设备的设备样本集合为其中，g的取值为1～G，e的取值为1～E，si为栅格Grdg中由第e个设备采集的第i个样本，并且i的取值为为所述栅格Grdg中由第e个设备采集的样本数量，E为所述栅格Grdg中可采集到样本的设备的数量；检测所述设备样本集合中的每一个样本，剔除其中的异常样本，得到正常样本集合其中，m的取值为为所述栅格Grdg中由第e个设备采集的正常样本的数量；对于所述正常样本集合执行步骤(4)；(4)AP筛选与设备指纹构造步骤：对于第g个栅格Grdg中第e个设备的正常样本集合计算其中每一个AP的接收率，若第b个AP的接收率Pb小于接收率阈值Pth，则第b个AP不参与构造第e个设备的设备指纹；其中，g的取值为1～G，e的取值为1～E，b的取值为为所述正常样本集合中所有正常样本接收到的AP总数；滤除接收率小于接收率阈值Pth的AP后根据所述正常样本集合构造第e个设备的设备指纹为：其中，为滤除接收率小于接收率阈值Pth的AP后正常样本集合中所有正常样本接收到的AP总数，rec为第e个设备在栅格Grdg中所接收到的第c个AP的信号强度，c的取值为(5)设备指纹插值步骤：对于第g个栅格Grdg，基于其邻近栅格中的设备指纹，针对每一个设备的设备指纹中包含的每个AP，采用指纹曲面拟合技术构造一个局部连续的无线电地图，在该无线电地图中计算所述栅格Grdg的中心坐标(Xg，Yg)处的拟合信号强度大小，从而得到所述栅格Grdg中的多个设备指纹；其中，g的取值为1～G；(6)设备指纹校准步骤：在每个栅格内，根据各个设备指纹中AP集合的交集的平均计算每个设备的校准因子，并根据所得的校准因子计算设备相对于其他设备未接收到的AP的信号强度；其中，第g个栅格Grdg内第e个设备的校准因子为Δe；其中，g的取值为1～G，e的取值为1～E；(7)栅格指纹获取步骤：在每个栅格内，根据所有已校准的设备指纹，构造栅格指纹；其中，第g个栅格Grdg的栅格指纹为其中，rgq为第g个栅格内每个设备接收的第q个AP信号强度的算术平均值，且q的取值为1～Ng，Ng为第g个栅格中保留的AP的数量，g的取值为1～G。2.如权利要求1所述的基于众包样本的室内无线电地图构建方法，其特征在于，所述步骤(3)中，根据改进的基于密度的聚类技术，检测设备样本集合中的每一个样本，剔除其中的异常样本，得到正常样本集合包括如下步骤：(31)根据设备样本集合构造维的RSS矩阵其中，i的取值为n的取值为为所述设备样本集合中所有样本接收到的AP总数，为设备样本集合中第i个样本接收的第n个AP的信号强度值，若第i个样本未接收到第n个AP，则用0表示；(32)计算所述设备样本集合中每一个样本的相邻样本集合；对于第i个样本，其相邻样本集合为：其中，dii′为设备样本集合中第i个样本与第i′个样本的欧式距离，dc为截止距离；欧式距离dii′的计算公式为：其中，为第i个样本接收的AP的集合，为第i′个样本接收的AP的集合；(33)计算所述设备样本集合中每一个样...

【专利技术属性】
技术研发人员：王邦，叶炎珍，李文松，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42