本发明专利技术公开一种基于距离测量的课堂签到方法，所述方法包括：在教学楼内不同位置部署原始基站，在不同采样点采集各个原始基站的指纹，建立指纹库；以基站的位置集合作为改进的探路者优化算法的个体，以各个个体的定位误差最小为目标，采用改进的探路者优化算法迭代计算最优的基站分布位置集合；在教学楼内以最优的基站分布位置集合部署各个基站；教师端在课堂上发起签到，学生端在签到时段内采用最优的基站分布位置集合进行签到定位；测量教师端发起签到的位置与学生端的签到定位位置之间的距离，若所述距离在预设距离阈值之内，则签到成功。本发明专利技术采用改进的探路者优化算法迭代计算最优的基站分布位置集合，合理部署基站分布，提高室内定位精度。提高室内定位精度。提高室内定位精度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于距离测量的课堂签到方法及系统
[0001]本专利技术属于教育
，具体涉及一种基于距离测量的课堂签到方法及系统。
技术介绍
[0002]在日常的课堂、培训签到打卡时，经常使用基于定位距离的打卡方式，但由于课堂或培训活动大多在室内，教学楼等建筑物的遮挡使传统的GPS定位精度降低，导致定位签到失败。同时大部分高校的教学楼因追求设计美感往往建筑结构相对复杂，导致定位困难。传统的室内定位比如蓝牙、Wi
‑
Fi定位、超宽带定位、LED定位、超声波定位、RFID定位、红外线定位、ZigBee定位等均需要提前在室内安装信号源。但是信号源的部署策略也影响定位效果，信号源部署越密则定位精度越高，但是成本过高，影响实际落地使用，信号源部署稀疏则可能定位不准。
技术实现思路
[0003]有鉴于此，本专利技术提出了一种基于距离测量的课堂签到方法及系统，用于解决课堂签到时信号基站部署不当导致定位不准的问题。
[0004]本专利技术第一方面，公开一种基于距离测量的课堂签到方法，所述方法包括：
[0005]在教学楼内不同位置部署原始基站，在不同采样点采集各个原始基站的指纹；
[0006]以基站的位置集合作为改进的探路者优化算法的一个个体，以各个个体的定位误差最小为目标，采用改进的探路者优化算法迭代计算最优的基站分布位置集合；
[0007]在教学楼内以最优的基站分布位置集合部署各个基站；
[0008]教师端在课堂上发起签到，学生端在签到时段内在最优的基站分布位置部署下进行签到定位；
[0009]测量教师端发起签到的位置与学生端的签到定位位置之间的距离，若所述距离在预设距离阈值之内，则签到成功。
[0010]优选的，所述在教学楼内不同位置部署原始基站，在不同采样点采集各个原始基站的指纹具体包括：
[0011]对教学楼的待定位区域按照网格形式划分，在每个网格中心点部署一个原始信号，记录坐标值；
[0012]随机选取不同的采样点，记录采样点位置，分别获取各采样点处接收到的来自各个基站的信号强度值，并以矩阵的形式存储在指纹库中。
[0013]优选的，所述以基站的位置集合作为改进的探路者优化算法的一个粒子，以各个粒子的定位误差最小为目标，采用改进的探路者优化算法迭代计算最优的基站分布位置集合具体包括：
[0014]以基站的位置集合作为种群中的一个个体，初始化种群数量、最大迭代次数以及各个个体的位置；
[0015]计算当前适应度函数值，并排序确定探路者、跟随者以及随机者，记录当前全局最
优值；
[0016]根据当前探路者的位置、上一代探路者的位置及预设的步长因子进行探路者位置更新；
[0017]根据探路者的更新后的位置进行跟随者位置更新；
[0018]根据探路者的更新后的位置，引入莱维飞行策略进行随机者位置更新；
[0019]计算适应度值并排序，更新全局最优值；
[0020]判断是否达到结束条件，如果达到则输出最优位置并结束运算，否则重新进行探路者、跟随者以及随机者位置更新，迭代运算直到达到最优解。
[0021]优选的，所述计算当前适应度函数值，并排序确定探路者、跟随者以及随机者具体包括：
[0022]以各个个体的定位误差最小为适应度函数，计算当前各个个体的适应度值；各个个体的定位误差为各个个体的对采样点的定位位置相对对于指纹库中同一采样点的定位误差；
[0023]将适应度值降序排列，将降序排列结果随机分成三份，适应度值最高的一份作为探路者，适应度值居中一份的作为跟随者，适应度值最小的一份作为随机者。
[0024]优选的，所述根据当前探路者的位置、上一代探路者的位置及预设的步长因子进行探路者位置更新的公式具体为：
[0025][0026][0027]其中，K为当前迭代次数，K
max
为最大迭代次数，分别为第p个探路者第K
‑
1次迭代、第K次迭代、第K+1次迭代时的位置，为第K次迭代的最优位置，u1为[
‑
1,1]之前的随机数。
[0028]优选的，所述根据探路者的更新后的位置，引入莱维飞行策略进行随机者位置更新的公式具体为：
[0029][0030]其中，为第t个随机者第K+1次迭代时的位置，为p个探路者第K+1次迭代时的位置，α为步长因子，β服从莱维分布。
[0031]优选的，所述教师端在课堂上发起签到，学生端在签到时段内采用最优的基站分布位置集合进行签到定位具体包括：
[0032]教师端在课堂上携带对应的各个学生的身份信息发起签到命令并上传至服务器端，服务器端接收到签到命令后根据存储的最优的基站位置信息开启基站信号接收处理；
[0033]学生携带装有对应的基站信号接收处理系统的移动终端进入教学楼内的待定位区域时，通过移动终端识别周围基站发送的广播帧，基于广播帧中的信号强度进行排序，选取信号最强的4个基站，根据指纹库将这4个基站信号强度转换成待定位点与对应基站的距离；
[0034]根据待定位点与对应基站的距离计算待定位点的坐标，得到学生端的签到定位位置。
[0035]本专利技术第二方面，公开一种基于距离测量的课堂签到系统，所述系统包括：
[0036]指纹库建立模块：在教学楼内不同位置部署原始基站，在不同采样点采集各个原始基站的指纹，建立指纹库；
[0037]基站位置优化模块：以基站的位置集合作为改进的探路者优化算法的一个个体，以各个个体的定位误差最小为目标，采用改进的探路者优化算法迭代计算最优的基站分布位置集合；
[0038]签到定位模块：在教学楼内以最优的基站分布位置集合部署各个基站，教师端在课堂上发起签到，学生端在签到时段内在最优的基站分布位置部署下进行签到定位；
[0039]距离测量模块：测量教师端发起签到的位置与学生端的签到定位位置之间的距离，若所述距离在预设距离阈值之内，则签到成功。
[0040]本专利技术第三方面，公开一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；
[0041]其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；
[0042]所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现本专利技术第一方面所述的方法。
[0043]本专利技术第四方面，公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使计算机实现本专利技术第一方面所述的方法。
[0044]本专利技术相对于现有技术具有以下有益效果：
[0045]1)本专利技术以基站的位置集合作为改进的探路者优化算法的一个个体，以各个个体的定位误差最小为目标，采用改进的探路者优化算法迭代计算最优的基站分布位置集合，该最优的基站分布位置集合可以优化基站的空间布局，合理部署基站分布位置，提高室内定位精度；
[0046]2)与传统的探路者优化算法相比，本专利技术改进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于距离测量的课堂签到方法，其特征在于，所述方法包括：在教学楼内不同位置部署原始基站，在不同采样点采集各个原始基站的指纹，建立指纹库；以基站的位置集合作为改进的探路者优化算法的个体，以各个个体的定位误差最小为目标，采用改进的探路者优化算法迭代计算最优的基站位置集合；在教学楼内以最优的基站分布位置集合部署各个基站；教师端在课堂上发起签到，学生端在签到时段内在最优的基站分布位置部署下进行签到定位；测量教师端发起签到的位置与学生端的签到定位位置之间的距离，若所述距离在预设距离阈值之内，则签到成功。2.根据权利要求1所述的基于距离测量的课堂签到方法，其特征在于，所述在教学楼内不同位置部署原始基站，在不同采样点采集各个原始基站的指纹具体包括：对教学楼的待定位区域按照网格形式划分，在每个网格中心点部署一个原始信号，记录坐标值；随机选取不同的采样点，记录采样点位置，分别获取各采样点处接收到的来自各个基站的信号强度值，并以矩阵的形式存储在指纹库中。3.根据权利要求2所述的基于距离测量的课堂签到方法，其特征在于，所述以基站的位置集合作为改进的探路者优化算法的一个粒子，以各个粒子的定位误差最小为目标，采用改进的探路者优化算法迭代计算最优的基站分布位置集合具体包括：以基站的位置集合作为种群中的一个个体，初始化种群数量、最大迭代次数以及各个个体的位置；计算当前适应度函数值，并排序确定探路者、跟随者以及随机者，记录当前全局最优值；根据当前探路者的位置、上一代探路者的位置及预设的步长因子进行探路者位置更新；根据探路者的更新后的位置进行跟随者位置更新；根据探路者的更新后的位置，引入莱维飞行策略进行随机者位置更新；计算适应度值并排序，更新全局最优值；判断是否达到结束条件，如果达到则输出最优位置并结束运算，否则重新进行探路者、跟随者以及随机者位置更新，迭代运算直到达到最优解。4.根据权利要求3所述的基于距离测量的课堂签到方法，其特征在于，所述计算当前适应度函数值，并排序确定探路者、跟随者以及随机者具体包括：以各个个体的定位误差最小为适应度函数，计算当前各个个体的适应度值；各个个体的定位误差为各个个体的对采样点的定位位置相对对于指纹库中同一采样点的定位误差；将适应度值降序排列，将降序排列结果随机分成三份，适应度值最高的一份作为探路者，适应度值居中一份的作为跟随者，适应度值最小的一份作为随机者。5.根据权利要求3所述的基于距离测量的课堂签到方法，其特征在于，所述根据当前探路者的位置、上一代探路者的位置及预设的步长因子进行探路者位置更新...
【专利技术属性】
技术研发人员：海克洪，尚贞享，
申请(专利权)人：湖北美和易思教育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。