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基于稀疏表示的WLAN室内定位方法技术

技术编号:8837461 阅读:258 留言:0更新日期:2013-06-22 22:39
基于稀疏表示的WLAN室内定位方法,它涉及模式识别领域中的室内定位方法。它包含如下步骤:一、在室内设置n个接入点AP,最好能保证室内每个节点都接收到三个或者三个以上AP信号,组成WLAN室内定位系统。二、在室内选择若干个参考点,测量参考点接收到每个AP的信号强度值组成RSS向量,建立位置指纹数据库。三、在欲定位点测量RSS向量,通过稀疏表示方法用参考点的RSS向量对欲定位点的RSS值进行稀疏重构,求得权重系数向量。四、对所有参考点坐标根据求解出来的权重系数加权求和得到估计坐标。本发明专利技术解决了K近邻算法中因为参数K选择不当导致定位精度下降问题以及选择的K近邻权重设置问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模式识别领域中的室内定位方法,具体涉及到基于稀疏表示的WLAN室内定位方法
技术介绍
随着科技进步和人民生活水平的提高,越来越多的用户对定位技术需求变得日益迫切,如导航服务等。室外导航目前最常用的定位技术是GPS,在无遮挡情况下GPS的精度能够得到较好的保证。但是在室内导航中,由于建筑物的遮挡,往往接收不到GPS信号,无法提供定位服务。并且一般民用GPS的精度也不够高(IOm左右),相对于室内导航的要求(Im左右)还有一段距离。近年来,在智能手机普及以及移动互联网的迅猛发展的背景下,为了切合用户移动办公和移动生活的需要,越来越多的机构和厂商在各种环境下广泛部署了无线局域网(WLAN)。基于WLAN的室内定位技术研究在此背景下应运而生,由于其充分能利用现有设备,无需增加或仅需增加极少数设备,因而得到的广泛的关注和研究,具有广阔的发展前旦-5^ O基于WLAN的定位算法主要有到达角度定位(Α0Α),到达时间定位(Τ0Α),信号强度分析法(RSS)和位置指纹定位法等。AOA和TOA算法都需要额外添加专门的设备,并且容易受非视距离以及多径影响。RSS则受传输模型以及周围环境影响较大,而位置指纹算法有效的克服了上述缺点,得到了广泛应用。位置指纹算法主要分为两个步骤:1)选择合适的参考点,离线测量建立位置指纹数据库阶段;2)测量欲定位点,通过搜索匹配算法在线匹配位置指纹数据库进而估计位置信息。在搜索匹配算法中,K近邻法由于其简单、效果较好具备一定的优势。K近邻法是选取欲定位点RSS值的K个近邻(通常是选前K个和欲测试点RSS值欧氏距离最小的参考点),然后把这K个近邻的平均坐标作为估计坐标输出。但是该算法需要指定选取其近邻的个数,不同的近邻个数会显著影响其准确度。同时,K近邻算法在定位的过程中,只用到了 K个近邻的信息,没有充分利用其它参考点的信息,潜在地造成性能损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于稀疏表示的WLAN室内定位方法,以解决K近邻方法中参数选择问题、不能综合利用全局参考点信息问题。本专利技术基于稀疏表示的WLAN室内定位方法,包括以下步骤:步骤一、在室内设置η个接入点ΑΡ,保证室内每个节点都接收到三个或者三个以上AP信号,组成WLAN室内定位系统;步骤二、在室内设置m个参考点,测量参考点接收到每个AP的信号强度值组成RSS向量,建立位置指纹数据库;假设第i个参考点对应的坐标为Loci = (Xi, yi)T且其接收到第j个AP的信号强度为,其中η, 则第i个参考点对应的RSS向量可以表示为RSS1,其中m,则所有参考点接收的信号强度可以用矩阵的形式表示为 RSS = [RSS1, RSS2,...,RSSJ,其对应的坐标为 Loc = [Loc1, Loc2,...,LocJ ;步骤三、在欲定位点测量RSS向量RSStl =卜弋,/'SS2urssnu],通过稀疏表示方法用参考点的RSS向量对欲定位点的RSS值进行稀疏重构,即使得权重系数向量W =[W1, W2, , wm]τ满足公式(I)所示关系:本文档来自技高网
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【技术保护点】
基于稀疏表示的WLAN室内定位方法,其特征在于它包括以下步骤:步骤一、在室内设置n个接入点AP,保证室内每个节点都接收到三个或者三个以上AP信号,组成WLAN室内定位系统;步骤二、在室内设置m个参考点,测量参考点接收到每个AP的信号强度值组成RSS向量,建立位置指纹数据库;假设第i个参考点对应的坐标为Loci=(xi,yi)T且其接收到第j个AP的信号强度为其中1≤j≤n,则第i个参考点对应的RSS向量可以表示为其中1≤i≤m,则所有参考点接收的信号强度可以用矩阵的形式表示为RSS=[RSS1,RSS2,...,RSSm],其对应的坐标为Loc=[Loc1,Loc2,...,Locm];步骤三、在欲定位点测量RSS向量通过稀疏表示方法用参考点的RSS向量对欲定位点的RSS值进行稀疏重构,即使得权重系数向量W=[w1,w2,...,wm]T满足公式(1)所示关系:其中||||0表示0范数,表示向量中的非零个数;步骤四、解公式(1)中的优化问题,求得权重系数向量W=[w1,w2,...,wm];步骤五、根据步骤四计算出来的权重向量W,对所有参考点坐标加权求和即为欲定位点的坐标Locu,即Locu=Loc×W。FDA00002908370400014.jpg,FDA00002908370400011.jpg,FDA00002908370400012.jpg,FDA00002908370400013.jpg...

【技术特征摘要】
1.基于稀疏表示的WLAN室内定位方法,其特征在于它包括以下步骤: 步骤一、在室内设置η个接入点AP,保证室内每个节点都接收到三个或者三个以上AP信号,组成WLAN室内定位系统; 步骤二、在室内设置m个参考点,测量参考点接收到每个AP的信号强度值组成RSS向量,建立位置指纹数据库;假设第i个参考点对应的坐标为Loci = (Xi,yi)T且其接收到第j个AP的信号强度为rw/,其中I彡j彡n,则第i个参考点对应的RSS向量可以表示为RSSi ^rssl.rss2^...,Tssni^,其中I彡i彡m,则所有参考点接收的信号强度可以用矩阵的形式表示为 RSS = [RSS1, RSS2,...,RSSJ,其对应的坐标为 Loc = [Loc1, Loc2,...,LocJ ; 步骤三、在欲定...

【专利技术属性】
技术研发人员:钱钢陈燚姜乃松王艳军钱铁
申请(专利权)人:钱钢
类型:发明
国别省市:

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