基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，隨著無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和無線局域網(wǎng)的廣泛部署，基于WLAN技術(shù)的室內(nèi)定位 技術(shù)受到廣泛重視。在WLAN環(huán)境下，通過測(cè)量來自接入點(diǎn)AP(AccessPoint)的接收信號(hào) 強(qiáng)度RSS(ReceivedSignalStrength)獲得相應(yīng)位置；結(jié)合信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫求解，確定移動(dòng) 用戶的位置。其中基于位置指紋的定位算法因其定位精度高、可充分利用現(xiàn)有設(shè)施、升級(jí)和 維護(hù)對(duì)用戶影響小等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。
[0003] 由于AP的布局對(duì)定位精度具有較大的影響。因此引入了參考點(diǎn)指紋矢量區(qū)分度 概念，通過最大區(qū)分度來布局AP，得到具有較好定位性能的指紋庫；然后結(jié)合三邊法和KNN 匹配法得到較精確的位置信息。
[0004] 本專利主要用于沒有GPS信號(hào)的室內(nèi)環(huán)境而對(duì)定位精度和實(shí)時(shí)性要求較高的場 合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法，該方 法通過優(yōu)化AP布局，從而建立了具有較好定位性能的指紋庫，提高了定位精度，并對(duì)在線 定位算法進(jìn)行了改進(jìn)，有效地提高了計(jì)算效率。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] 基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法，所述方法包括以下步驟：
[0008] 步驟1)離線數(shù)據(jù)采集階段，通過最大區(qū)分度優(yōu)化AP布局，建立指紋庫；
[0009] 步驟2)在線定位階段，通過三邊法得到待測(cè)點(diǎn)初始位置，然后在待測(cè)點(diǎn)的初始位 置附近利用KNN匹配法得到精確的位置。
[0010] 進(jìn)一步，所述步驟1)具體包括以下步驟：
[0011] 1-1)在定位區(qū)域內(nèi)，建立以定位區(qū)域中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系x-y ;
[0012] 1-2)定位區(qū)域內(nèi)，以d為間隔，均勻劃分參考點(diǎn)，所述參考點(diǎn)均有四個(gè)方向所對(duì)應(yīng) 的四個(gè)指紋矢量；
[0013] 1-3)定義參考點(diǎn)指紋矢量的區(qū)分度D用于衡量參考點(diǎn)，D為所有參考點(diǎn)不同指紋 矢量的歐氏距尚Dij最小值；
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟： 步驟1)離線數(shù)據(jù)采集階段，通過最大區(qū)分度優(yōu)化AP布局，建立指紋庫； 步驟2)在線定位階段，通過三邊法得到待測(cè)點(diǎn)初始位置，然后在待測(cè)點(diǎn)的初始位置附 近利用KNN匹配法得到精確的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法，其特征在于：所述步驟 1)具體包括以下步驟： 1-1)在定位區(qū)域內(nèi)，建立以定位區(qū)域中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系x-y ; 1-2)定位區(qū)域內(nèi)，以d為間隔，均勻劃分參考點(diǎn)，所述參考點(diǎn)均有四個(gè)方向所對(duì)應(yīng)的四 個(gè)指紋矢量； 1-3)定義參考點(diǎn)指紋矢量的區(qū)分度D用于衡量參考點(diǎn)，D為所有參考點(diǎn)不同指紋矢量 的歐氏距離Du最小值，歐氏距離D u為：
其中，Dij表示指紋矢量RSS i,及指紋矢量RSSJS]的歐氏距離；N表示指紋矢量的總 數(shù)，M表示指紋矢量的維度； 1-4)按照最大區(qū)分度在坐標(biāo)系第一象限尋找第一個(gè)AP位置（x，y);然后根據(jù)對(duì)稱性， 在其它三個(gè)象限找到其它三個(gè)AP的位置（-x，y)、（-x，-y)和（x，_y);四個(gè)AP位置確定后， 指紋矢量維度為4 ; 1-5)再按照其次的最大區(qū)分度確定第五個(gè)AP位置；然后根據(jù)對(duì)稱性，分別在其它三個(gè) 象限確定第六個(gè)、第七個(gè)、第八個(gè)AP位置； 1-6)重復(fù)上述步驟，確定R個(gè)AP位置； 1- 7)測(cè)試R個(gè)AP在每個(gè)參考點(diǎn)四個(gè)方向上的RSS值，得到指紋庫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法，其特征在于：所述步驟 1-2)中的四個(gè)方向包括y軸正方向，X軸正方向，y軸負(fù)方向，X軸負(fù)方向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法，其特征在于：所述步驟 2具體包括以下步驟： 2- 1)根據(jù)現(xiàn)場測(cè)試數(shù)據(jù)，估計(jì)RSS的噪聲強(qiáng)度〇 ; 2-2)在位置指紋的y軸正方向上，選取三個(gè)較大的RSS值，用三邊法得到一個(gè)待測(cè)點(diǎn)的 初始位置（X1, Y1); 2-3)根據(jù)RSS的噪聲強(qiáng)度σ，確定參與匹配的位置矢量的維度M ; 2-4)在待測(cè)點(diǎn)的初始位置附近，采用KNN匹配的方法進(jìn)行匹配，得到最終的定位結(jié)果。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法，其特征在于：所述根據(jù) RSS的噪聲強(qiáng)度σ，確定參與匹配的位置矢量的維度Μ，具體為： 當(dāng) σ 彡 4. 5dB 時(shí)，M = 8 ;當(dāng) 2dB 彡 〇〈4. 5dB 時(shí)，M = 6 ;當(dāng) 〇 <2dB 時(shí)，M = 4。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。該方法主要包括以下步驟：步驟1)離線數(shù)據(jù)采集階段，通過最大區(qū)分度優(yōu)化AP布局，建立指紋庫；步驟2)在線定位階段，通過三邊法得到待測(cè)點(diǎn)初始位置，然后在待測(cè)點(diǎn)的初始位置附近利用KNN匹配法得到精確的位置。本發(fā)明提供的一種基于AP優(yōu)化的Wi-Fi室內(nèi)定位方法，通過優(yōu)化AP布局，從而建立了具有較好定位性能的指紋庫，提高了定位精度，并對(duì)在線定位算法進(jìn)行了改進(jìn)，有效地提高了計(jì)算效率。
【IPC分類】H04W64-00, H04W84-12
【公開號(hào)】CN104869641
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510349999
【發(fā)明人】劉丹平, 葉俊, 許亮, 劉松, 趙士紅, 曾孝平, 譚曉衡, 印勇, 張玲, 胡學(xué)斌
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年6月18日