一種快速ap匹配定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速AP匹配定位方法，包括步驟：步驟S1，在待定位點采集一組WIFI信號，步驟S2，計算各個參考點與待定位點對應(yīng)的AP的WIFI信號之間的信號距離，步驟S3，根據(jù)所述信號距離計算命中矩陣，找出命中參考點向量，步驟S4，對命中參考點向量進(jìn)行分析，確定待定位點的位置，本發(fā)明將命中方法分解到AP的維度上，計算簡單快捷，不僅提高了魯棒性，也提高了定位精度。
【專利說明】—種快速AP匹配定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及WIFI定位領(lǐng)域，尤其涉及一種快速AP匹配定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線網(wǎng)絡(luò)的普及和應(yīng)用，現(xiàn)在對于無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用到處可見，目前比較常見的無線網(wǎng)絡(luò)是WIFI無線網(wǎng)絡(luò)，并且調(diào)制解調(diào)器、路由器等設(shè)備也都基本上帶有無線功能，一些商場、辦公樓、教學(xué)樓等內(nèi)部都會有WIFI無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，WIFI無線網(wǎng)絡(luò)的普及為室內(nèi)定位提供了良好的條件。
[0003]目前在室外定位中，GPS已經(jīng)提供了比較成熟的定位技術(shù)，但是對于室內(nèi)定位來說，由于受到建筑物的遮擋，衛(wèi)星信號無法穿透建筑物，使得GPS無法很好地對室內(nèi)進(jìn)行定位。這也引發(fā)了對室內(nèi)定位技術(shù)的研究，其中使用無線信號來進(jìn)行室內(nèi)定位已經(jīng)成為了一項研究熱點，并以此來彌補(bǔ)GPS不能對建筑內(nèi)部定位的缺陷。如同GPS定位系統(tǒng)需要衛(wèi)星作為信號發(fā)射器一樣，室內(nèi)定位同樣需要具有發(fā)射信號的設(shè)備裝置，而室內(nèi)定位所需要的信號發(fā)射裝置通常是比較常見的無線接入點(AP，Access Point)。
[0004]在無線室內(nèi)定位技術(shù)中，使用信號強(qiáng)度來進(jìn)行定位的技術(shù)主要分為兩類，一類是使用信號傳播特性，即信號隨著傳播距離的增加而衰減，對信道進(jìn)行建模，這樣就能夠根據(jù)接收到的信號強(qiáng)度值來計算出接收設(shè)備和發(fā)送端之間的距離，并且在已經(jīng)知道發(fā)射器位置的情況下，進(jìn)一步計算來獲得接收處的具體位置，例如三邊定位技術(shù)。然而由于室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，又由于信號傳播具有反射、衍射等多徑效應(yīng)的傳播特性以及傳播噪聲、信道之間的相互干擾等作用，使得 很難構(gòu)建出比較準(zhǔn)確的信號傳播模型，因此也難以得到比較理想的定位結(jié)果。另一類是稱作位置指紋的定位技術(shù)，通過采集具體位置信號強(qiáng)度值作為位置指紋并且用預(yù)處理過的信號強(qiáng)度值來構(gòu)建指紋數(shù)據(jù)庫，此技術(shù)不僅能夠很好的規(guī)避信號傳播的多徑效應(yīng)而且無需對復(fù)雜信道進(jìn)行建模。
[0005]以往采用計算信號距離的方法中，如歐式距離，是通過實時采集信號與指紋庫中指紋信號向量的歐式距離取最臨近作為結(jié)果，這種唯一命中的定位算法在實際場景中很難得到理想的定位精度，雖然在此算法的基礎(chǔ)上又產(chǎn)生了 K最臨近算法，但這種直接選取K個最臨近的參考點，然后直接取其平均位置會進(jìn)一步引入誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明鑒于上述情況而作出，其目的是提供一種快速AP匹配定位方法，將命中方法分解到AP的維度上，計算簡單快捷，不僅提高了魯棒性，也提高了定位精度。
[0007]本發(fā)明提供一種快速AP匹配定位方法，包括步驟:
[0008]步驟SI，在待定位點采集一組WIFI信號。
[0009]步驟S2，計算各個參考點與待定位點對應(yīng)的AP的WIFI信號之間的信號距離。
[0010]步驟S3，根據(jù)所述信號距離計算命中矩陣，找出命中參考點向量。
[0011]步驟S4，對命中參考點向量進(jìn)行分析，確定待定位點的位置。[0012]進(jìn)一步地，步驟S2中，所述信號距離的計算公式為:
[0013]Signal_Matrix = {| FPDB1-S |，| FPDB2-S |，...，| FPDBm-S |}τ,
[0014]其中，Signal_Matrix為所述信號距離的矩陣，
[0015]S為步驟SI中所述一組WIFI信號構(gòu)成的向量，
[0016]FPDBi為位置指紋信號向量，表示第i個參考點的位置指紋。
[0017]進(jìn)一步地,步驟S3中，命中矩陣Hits_Matrix的計算公式為:
[0018]Hits_Matrix = min (SAP1, SAP2,..., SAPn)；
[0019]其中，SAPi是所述Signal_Matrix矩陣中的列向量，
[0020]min O操作表示將各列向量中信號距離最小的置為1，其余置為O。
[0021]進(jìn)一步地,步驟S3中，命中參考點向量Candidate的計算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種快速AP匹配定位方法，其特征在于，包括步驟: 步驟SI，在待定位點采集一組WIFI信號； 步驟S2，計算各個參考點與待定位點對應(yīng)的AP的WIFI信號之間的信號距離； 步驟S3，根據(jù)所述信號距離計算命中矩陣，找出命中參考點向量； 步驟S4，對命中參考點向量進(jìn)行分析，確定待定位點的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，所述信號距離的計算公式為: Signal_Matrix = {| FPDB1-S |，| FPDB2-S，...，| FPDBm-S | }τ, 其中，Signal_Matrix為所述信號距離的矩陣， S為步驟SI中所述一組WIFI信號構(gòu)成的向量， FPDBi為位置指紋信號向量，表示第i個參考點的位置指紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,步驟S3中，命中矩陣Hits_Matrix的計算公式為:
Hits_Matrix = min (SAP1, SAP2,..., SAPn)； 其中，SAPi是所述Signal_Matrix矩陣中的列向量， min O操作表示將各列向量中信號距離最小的置為1，其余置為O。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S3中，命中參考點向量Candidate的計算公式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟S4中，所述對命中參考點向量進(jìn)行分析，確定待定位點的位置包括: 對所述命中參考點向量Candidate進(jìn)行分析,如果命中參考點向量Candidate中只有一個參考點，則以所述參考點為待定位點的位置； 如果命中參考點向量中有多個參考點，根據(jù)所有參考點計算待定位點的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所有參考點計算待定位點的位置包括: 為所述所有參考點計算關(guān)聯(lián)權(quán)值向量，計算公式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述PositioniUy)為二維平面內(nèi)的坐標(biāo)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項所述的方法，其特征在于，所述WIFI信號為接收信號強(qiáng)度指示。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟SI之前還包括: 步驟S201，為每一個參考點分別對每臺AP進(jìn)行至少I次WIFI信號采集； 步驟S202，使用三倍方差濾波方法對采集的WIFI信號進(jìn)行過濾，計算所采集的一組WIFI信號的均值和方差； 步驟S203，如果某個WIFI信號與均值的方差大于這一組WIFI信號方差的三倍，則篩除該WIFI信號； 步驟S204，對篩選過后的一組WIFI信號取均值作為AP在參考點處的信號向量； 步驟S205，以所有參考點的信號向量構(gòu)建指紋數(shù)據(jù)庫FPDB。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟S203中，篩除異常WIFI信號的計算公式為:
S 異常=δ si ^ δ *3， 其中，S si表示第i次采集到的某個AP的WIFI信號與這一組信號強(qiáng)度均值的標(biāo)準(zhǔn)差， δ表不這一組WIFI信號的標(biāo)準(zhǔn)差。
【文檔編號】H04W64/00GK104023389SQ201410199344
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】劉海濤, 陸小青 申請人:南京大學(xué)