一种基于八阵图的AP选取定位方法、装置及智能设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于八阵图的AP选取定位方法、装置及智能设备，所述方法包括：在室内环境中选取若干校准点和若干测试点；对于各校准点分别提取位置指纹，得到位置指纹数据库；根据选取的校准点和测试点间，计算定位区域AP的衰减方向，包括采用KNN算法筛选出距离测试点距离最近的若干校准点，采用K‑means算法对RSSI值聚类，将这K个邻近参考点聚成两类，由这两个聚类的坐标中心来计算AP的衰减方向；采用基于八阵图的方向间隔标准选取衰减方向组合最优的四个AP；选择这四个AP计算该测试点的估计位置。本发明专利技术具有更好的定位精度和抗干扰性。

An AP selection and positioning method, device and intelligent device based on eight array diagram

【技术实现步骤摘要】
一种基于八阵图的AP选取定位方法、装置及智能设备
本专利技术涉及定位
，尤其涉及的是一种基于八阵图的AP选取定位方法、装置、智能设备及存储介质。
技术介绍
AP(AccessPoint)：即无线接入点，它用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点，主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，可以覆盖几十米至上百米。为了降低智能手机定位的能耗，提出了AP选取算法。YoussefM等人提出了基于最大均值(MaxMean)的算法，选择RSSI平均值最大的数个AP用于在线定位。ChenY等人提出了基于位置信息增益的AP选取算法，选择最具位置辨别力的AP。但是，AP(无线接入点)位置识别能力高并不一定代表该AP的RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication接收的信号强度指示)质量高；RSSI质量差的AP，由于信号微弱而更不稳定，可能会导致更多的位置差异。FangS等人提出了基于主成分分析(PrincipalComponentAnalysis，PCA)的AP选取算法，通过对RSSI(接收的信号强度指示)进行主成分变换得到多个主成分(PrincipalComponent，PC)，每个PC(主成分)可以看作是多个AP组合的结果，然后选取一定数量的PC(主成分)用于在线定位。但是，在Wi-FiRSSI非视距传播和多径干扰严重的室内场景中，RSSI信号很可能无法形成主成分。ZhangW等人在基于主梯度方向的算法中，估计了每个AP的主梯度衰减方向，这是一个有趣的尝试。然而，在无线信号经过反射、折射或衍射后，AP的传播方向会发生改变。因此，同一个AP在不同区域的衰减方向是不同的，定位小区域的AP衰减方向比主梯度方向更有实用价值。专利技术人发现现有技术中存在AP选取定位精度不高，抗干扰性不好，通用性不强的问题。因此，现有技术还有待改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于八阵图的AP选取定位方法、装置、智能设备及存储介质，本专利技术实施例的AP选取定位精度高，抗干扰性能力强，并且通用性强。本专利技术解决问题所采用的技术方案如下：一种基于八阵图的AP选取定位方法，其中，所述方法包括：在室内环境中选取若干校准点和若干测试点；对于各校准点分别提取位置指纹，得到位置指纹数据库；根据选取的校准点和测试点间，计算定位区域AP的衰减方向；采用基于八阵图的方向间隔标准选取衰减方向组合最优的四个AP；根据筛选的四个AP，计算测试点的估计位置。所述的基于八阵图的AP选取定位方法，其中，所述在室内环境中选取若干校准点和若干测试点的步骤包括：在室内环境中选取若干校准点，采集校准点处的接收信号强度指示数据，作为校准点数据；随机选取若干测试点，采集测试点处的接收信号强度指示数据，作为测试点数据。所述的基于八阵图的AP选取定位方法，其中，所述对于各校准点分别提取位置指纹，得到位置指纹数据库的步骤包括：剔除接收信号强度指标数据丢失率高于预定值的WiFi信号源；对接收信号强度指标观测值数据从强到弱依次排序，计算前指定个接收信号强度指标观测值的平均值作为接收信号强度指标估计值；将接收信号强度指标估计值和校准点的位置信息关联组成该校准点的位置指纹；提取所有校准点的位置指纹，得到位置指纹数据库。所述的基于八阵图的AP选取定位方法，其中，所述根据选取的校准点和测试点间，计算定位区域AP的衰减方向的步骤包括：计算所有校准点和测试点间的欧式距离，并筛选出距离测试点欧式距离最近的k个校准点，k为预设的筛选数目；根据筛选的k个校准点，采用K-means算法对RSSI值聚类，将K个邻近校准点聚成两类；根据聚类出来的两组邻近校准点，得到这两个聚类的坐标中心，由两个聚类的坐标中心来计算AP的衰减方向。所述的基于八阵图的AP选取定位方法，其中，所述采用基于八阵图的方向间隔标准选取衰减方向组合最优的四个AP的步骤包括：根据计算的AP衰减方向，依次计算每两个AP衰减方向之间的夹角，选取最接近的夹角，并将其对应的两个AP衰减方向作为直角坐标系中的两个方向轴，计为axis1和axis2；根据筛选的axis1和axis2，初步计算第三个轴的方向，采用如下公式计算，计算其余M-3个AP衰减方向和axis3′之间的差，选取与axis3′差值最小的AP衰减方向作为axis3；根据筛选的axis3，根据axis4和axis3的垂直关系计算axis4，采用如下公式计算，得到衰减方向组合最优的四个AP。所述的基于八阵图的AP选取定位方法，其中，所述根据筛选的四个AP，计算测试点的估计位置的步骤包括：根据筛选的四个AP，采用如下公式计算该测试点的估计位置，其中，表示测试点的二维坐标估计值，(xi,yi)表示第i个校准点的坐标。所述的基于八阵图的AP选取定位方法，其中，所述对于各校准点分别提取位置指纹，得到位置指纹数据库步骤中对于各校准点分别提取位置指纹的实现方式包括：对RSSI观测值数据从强到弱依次排序，计算前面若干个RSSI观测值的平均值作为RSSI估计值，将RSSI估计值和校准点的位置信息关联起来组成位置指纹。一种基于八阵图的AP选取定位装置，其中，所述装置包括：校准点和测试点选取模块，用于在室内环境中选取若干校准点和若干测试点；位置指纹提取模块，用于对于各校准点分别提取位置指纹，得到位置指纹数据库；衰减处理模块，用于根据选取的校准点和测试点间，计算定位区域AP的衰减方向；组合选取模块，用于采用基于八阵图的方向间隔标准选取衰减方向组合最优的四个AP；位置处理模块，用于根据筛选的四个AP，计算测试点的估计位置。一种智能设备，其中，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于执行任意一项所述的方法。一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如上任意一项所述的方法。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种基于八阵图的AP选取定位方法。本专利技术方法适用于基于Wi-FiRSSI的室内定位，是在现阶段根据定位小区域的AP衰减方向对Wi-Fi热点进行选取的定位方法；所述方法采用在室内环境中选取若干校准点和若干测试点，对于各校准点分别提取位置指纹，得到位置指纹库；计算定位小区域AP的衰减方向，包括采用KNN算法筛选出距离测试点距离最近的若干校准点，采用K-means算法对RSSI值聚类，将这K个邻近参考点聚成两类，由这两个聚类的坐标中心来计算AP的衰减方向；采用基于八阵图的方向间隔标准选取衰减方向组合最优的四个AP；选择这四个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于八阵图的AP选取定位方法，其特征在于，所述方法包括：/n在室内环境中选取若干校准点和若干测试点；/n对于各校准点分别提取位置指纹，得到位置指纹数据库；/n根据选取的校准点和测试点间，计算定位区域AP的衰减方向；/n采用基于八阵图的方向间隔标准选取衰减方向组合最优的四个AP；/n根据筛选的四个AP，计算测试点的估计位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于八阵图的AP选取定位方法，其特征在于，所述方法包括：
在室内环境中选取若干校准点和若干测试点；
对于各校准点分别提取位置指纹，得到位置指纹数据库；
根据选取的校准点和测试点间，计算定位区域AP的衰减方向；
采用基于八阵图的方向间隔标准选取衰减方向组合最优的四个AP；
根据筛选的四个AP，计算测试点的估计位置。


2.根据权利要求1所述的基于八阵图的AP选取定位方法，其特征在于，所述在室内环境中选取若干校准点和若干测试点的步骤包括：
在室内环境中选取若干校准点，采集校准点处的接收信号强度指示数据，作为校准点数据；
随机选取若干测试点，采集测试点处的接收信号强度指示数据，作为测试点数据。


3.根据权利要求1所述的基于八阵图的AP选取定位方法，其特征在于，所述对于各校准点分别提取位置指纹，得到位置指纹数据库的步骤包括：
剔除接收信号强度指标数据丢失率高于预定值的WiFi信号源；
对接收信号强度指标观测值数据从强到弱依次排序，计算前指定个接收信号强度指标观测值的平均值作为接收信号强度指标估计值；
将接收信号强度指标估计值和校准点的位置信息关联组成该校准点的位置指纹；
提取所有校准点的位置指纹，得到位置指纹数据库。


4.根据权利要求1所述的基于八阵图的AP选取定位方法，其特征在于，所述根据选取的校准点和测试点间，计算定位区域AP的衰减方向的步骤包括：
计算所有校准点和测试点间的欧式距离，并筛选出距离测试点欧式距离最近的k个校准点，k为预设的筛选数目；
根据筛选的k个校准点，采用K-means算法对RSSI值聚类，将K个邻近校准点聚成两类；
根据聚类出来的两组邻近校准点，得到这两个聚类的坐标中心，由两个聚类的坐标中心来计算AP的衰减方向。


5.根据权利要求1所述的基于八阵图的AP选取定位方法，其特征在于，所述采用基于八阵图的方向间隔标准选取衰减方向组合最优的四个AP的步骤包括：
根据计算的AP衰减方向，依次计算每两个AP衰减方向之间的夹角，选取最接近的夹角，并将其对应的两个AP衰减方向作为直角坐标系中的两个方向轴，计为axis1和axis...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清泉，张德津，薛卫星，周宝定，陈智鹏，余科根，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44