【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信息技术和无线电室内定位环境，特别是一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法及系统。
技术介绍
1、对于室内环境而言，一方面卫星信号无法穿透建筑物而失去有效定位能力，另一方面，移动基站无法满足所需的室内定位精度要求，再加上室内环境的多变性、多径效应、物体的移动和人员的走动都会造成极大的信号干扰，使得室内定位较室外环境而言，定位难度更大，需求的定位精度更高。因此，如何精准进行室内定位已经成为业界的研究热点。
2、基于wi-fi、蓝牙、rfid的定位系统能够在室内实现很好的性能。在这些方法中，由于wi-fi基础设施广泛且易于部署，基于wi-fi的指纹定位系统已成为常用方法。在室内指纹定位方法中，每个位置都由从不同ap收集的rssi向量来表示。基于指纹的定位系统由两个阶段组成，离线阶段和在线阶段：在离线阶段，首先筛选一些已知站点作为rp，然后从每个rp处检测到的ap收集rssi向量。因此，每个rp的指纹都是由这些rssi向量组成的。所有指纹都存储在数据库中，以便在线定位。在现阶段，用户在定位区域的目标点采集rssi向量，并将rssi向量发送到服务器，服务器将接收到的在线rssi向量与存储的指纹进行匹配，得到一组或多组指纹与在线rssi向量非常匹配的rp来估计目标点的用户位置。由上述室内指纹定位方法中可以看出，在室内指纹定位的离线阶段，筛选出合理有效具有高分辨率的接入点集和参考点集具有很强的理论意义和现实价值。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供
2、技术方案：本专利技术所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，包括以下步骤：
3、s1、根据预设网格大小在定位区域布置信号接收机；
4、s2、基于预设时间间隔在信号接收机上采集可探测到的发射机信号，形成时间-指纹矩阵；
5、s3、基于时间-指纹矩阵做相似度分析，筛选得到有效接收机组成离线参考点集；
6、s4、基于时间-指纹矩阵做rpca指纹滤波处理得到滤波后的时间-指纹矩阵；
7、s5、基于滤波后的时间-指纹矩阵得到平均指纹集；
8、s6、基于不同信号接收机处的指纹信息经算法处理，得到定位区域对应的接入点集。
9、室内指纹定位方法是一种典型的非参数定位方法，基于wi-fi指纹的室内定位过程分为离线和在线两个阶段：离线阶段，在若干信号接收机(同：参考点或rp)处采集来自若干信号发射机(同：接入点或ap)处的接收信号强度指示(同：rssi)，每个接收机对应的能采集到的若干接入点下的rssi向量，就称为这个参考点所对应的离线指纹，所述区域的所有参考点对应的离线指纹与其相应的位置信息共同构成指纹数据库；在线阶段，当接收到目标用户实时位置对应的实时指纹时，利用定位算法检索指纹数据库，找到几条最匹配的指纹向量，并取出指纹向量对应的位置信息作为目标节点附近的邻近点，用来完成目标用户的定位；提供一种有效的参考点，接入点确定方法：离线阶段，在所筛选的定位区域中，从若干信号发射机中确定适合用作定位的信号发射机组即接入点集，从若干信号接收机中确定适合用作定位的信号接收机组即参考点集，作为后面离线阶段指纹库建立的依据。
10、所述步骤s1具体为：根据预设网格大小在定位区域布置信号接收机，所述网格大小指在预设区域内根据定位精度要求在区域内筛选合适的隔间大小，在每个隔间中心点处放置信号接收机，隔间中心点的位置坐标即为信号接收机的位置坐标，第n信号接收机坐标记作(xn,yn)；在离线阶段，信号接收机采集到若干接入点下的rssi向量，第n个接入点下的rssi向量记作：
11、
12、式中，n表示所述定位区域中第n个信号接收机，表示第n个信号接收机接收到的第n个接入点的接收信号强度指示。
13、所述步骤s2具体为：基于预设时间间隔在信号接收机上采集可探测到的发射机信号，形成时间-指纹矩阵；所述预设时间间隔记作△t；形成的不同信号接收机的时间-指纹矩阵，以第n个信号接收机为例，第n个信号接收机在l个时间间隔后形成的n个接入点下的时间-指纹矩阵，记作：
14、
15、其中n表示第n个信号接收机，n表示第n个信号发射机，l表示第l个时间间隔；其中第n个信号接收机在l个时间间隔下的时间-指纹矩阵还能够记作：
16、
17、其中表示在第l个时间间隔中第n个信号接收机处所接收到的指纹向量。
18、所述步骤s3具体为：基于时间-指纹矩阵做相似度分析，筛选得到有效接收机组成离线参考点集；对所述矩阵中包含的所有时间间隔下的指纹向量做向量相似度分析，求得所述信号接收机上不同时间间隔下指纹向量的平均欧式距离比，第n个信号接收机在预设时间间隔内的平均欧式距离比，记作ed(n)：
19、
20、其中ed(ft(n,i),ft(n,j))表示求在第i个时间间隔中第n个信号接收机处所接收到的指纹向量与在第j个时间间隔中第n个信号接收机处所接收到的指纹向量的欧氏距离；当平均欧式距离比小于预设阈值时，判定此参考点为有效参考点；否则判定此参考点为无效参考点：此参考点的指纹信息删除，不收集此参考点的位置信息和指纹信息到离线指纹集；经过上述筛选得到的所有有效参考点组成参考点集记作q。
21、所述步骤s4具体为：基于步骤5得到的参考点集，将所有的参考点对应的时间-指纹矩阵做rpca指纹滤波处理，滤除稀疏尖峰噪声，得到滤波后的时间-指纹矩阵，其中第n个参考点对应的滤波后的时间-指纹矩阵记作ft′(n)：
22、
23、所述步骤s5具体为：基于上述步骤6得到滤波后的时间-指纹矩，第n个参考点对应的滤波后的时间-指纹矩阵记作ft′(n)还能够记作：
24、
25、则第n个信号接收机处的平均指纹向量记作f(n)，f(n)的含义是：经过滤波处理后的时间-指纹矩阵对时间变量求均值得到第n个信号接收机处的平均指纹向量，记作其中表示第n个信号接收机处接收到的来自第j个信号发射机处的平均rssi，n表示所述的定位区域中所有的接入点，q为步骤5所述参考点集；所述参考点集对应的平均指纹集表示为f，f＝[f(1),f(2),…,f(n)]。
26、步骤s6所述的算法具体为：对于步骤7所述所有有效参考点都会接收到接入点的rssi，以接入点j为例，在所有有效参考点上的rssi集表示为fj，fj＝[fj(1),fj(2),…,fj(n),…,fj(n)],n∈q，由接入点j在所有有效参考点上的rssi集计算得到接入点j的离散程度指标sd(j)：
27、
28、其中表示fj向量中每一项的平均值，tq表本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：根据预设网格大小在定位区域布置信号接收机，所述网格大小指在预设区域内根据定位精度要求在区域内筛选合适的隔间大小，在每个隔间中心点处放置信号接收机，隔间中心点的位置坐标即为信号接收机的位置坐标，第n信号接收机坐标记作：(xn,yn)；在离线阶段，信号接收机采集到若干接入点下的RSSI向量，第n个接入点下的RSSI向量记作：
3.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：基于预设时间间隔在信号接收机上采集可探测到的发射机信号，形成时间-指纹矩阵；所述预设时间间隔记作△T；形成的不同信号接收机的时间-指纹矩阵，第n个信号接收机在l个时间间隔后形成的N个接入点下的时间-指纹矩阵，记作：
4.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：基于时间-指纹矩阵做相似度分析，筛选得到有效接收机组成离线
5.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：基于步骤5得到的参考点集，将所有的参考点对应的时间-指纹矩阵做RPCA指纹滤波处理，滤除稀疏尖峰噪声，得到滤波后的时间-指纹矩阵，其中第n个参考点对应的滤波后的时间-指纹矩阵记作Ft′(n)：
6.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：基于步骤6得到滤波后的时间-指纹矩，第n个参考点对应的滤波后的时间-指纹矩阵记作Ft′(n)还能够记作：
7.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，步骤S6所述的算法具体为：对于步骤7所述所有有效参考点都会接收到接入点的RSSI；当接入点为j时，在所有有效参考点上的RSSI集表示为Fj，Fj＝[fj(1),fj(2),…,fj(n),…,fj(N)],n∈Q，由接入点j在所有有效参考点上的RSSI集计算得到接入点j的离散程度指标Sd(j)：
8.一种室内指纹定位接入点和参考点筛选系统，采用了如权利要求1-8中任一项所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，包括以下模块：
9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法。
...【技术特征摘要】
1.一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：根据预设网格大小在定位区域布置信号接收机，所述网格大小指在预设区域内根据定位精度要求在区域内筛选合适的隔间大小，在每个隔间中心点处放置信号接收机，隔间中心点的位置坐标即为信号接收机的位置坐标，第n信号接收机坐标记作：(xn,yn)；在离线阶段，信号接收机采集到若干接入点下的rssi向量，第n个接入点下的rssi向量记作：
3.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：基于预设时间间隔在信号接收机上采集可探测到的发射机信号，形成时间-指纹矩阵；所述预设时间间隔记作△t；形成的不同信号接收机的时间-指纹矩阵，第n个信号接收机在l个时间间隔后形成的n个接入点下的时间-指纹矩阵，记作：
4.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：基于时间-指纹矩阵做相似度分析，筛选得到有效接收机组成离线参考点集；对所述矩阵中包含的所有时间间隔下的指纹向量做向量相似度分析，求得所述信号接收机上不同时间间隔下指纹向量的平均欧式距离比，第n个信号接收机在预设时间间隔内的平均欧式距离比，记作
5.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法，其特征在于，所述步骤s4具体为：基于步骤5得到的参考点集，将...
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