本發(fā)明屬于無(wú)線路由器(WLAN：Wireless Local Areal Network)通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是其中涉及的使用WLAN進(jìn)行室內(nèi)定位的方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著近代通訊技術(shù)的高速發(fā)展，近年來(lái)，使得無(wú)線路由器(WLAN)得到了極大的發(fā)展，并獲得大規(guī)模的普及應(yīng)用。因此，基于廣泛普及的WLAN的已有硬件設(shè)施，通過(guò)增添軟件模塊提供多樣的室內(nèi)定位服務(wù)，并將其應(yīng)用到商業(yè)、公共安全和軍事領(lǐng)域上，業(yè)界已有多種嘗試。
例如，將WLAN部署在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況；將WLAN部署在倉(cāng)庫(kù)跟蹤物流動(dòng)態(tài)；甚至臨時(shí)將WLAN快速部署在火災(zāi)救護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，為消防員提供最優(yōu)路線導(dǎo)航。
進(jìn)一步的，由于RSS(Received signal strength index，接收信號(hào)強(qiáng)度指示)無(wú)需額外的硬件裝置，成本低，能滿足大規(guī)模應(yīng)用要求。目前，常見(jiàn)的室內(nèi)定位大多采用基于RSSI的定位方式。根據(jù)是否需要通過(guò)物理手段直接測(cè)量節(jié)點(diǎn)間距離，RSSI定位技術(shù)可用于基于測(cè)距和非測(cè)距兩類算法。
其中基于測(cè)距的算法需要獲取節(jié)點(diǎn)間的距離，即已知發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度，接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算信號(hào)在傳播過(guò)程中的損耗，使用理論或經(jīng)驗(yàn)的信號(hào)傳播模型將傳播損耗轉(zhuǎn)化為距離。
但是，由于室內(nèi)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，信號(hào)微弱，且多徑、反射現(xiàn)象嚴(yán)重，測(cè)距過(guò)程很容易受其影響產(chǎn)生測(cè)距誤差，且由此帶來(lái)的定位誤差容易造成累積，從而影響定位精度。
而對(duì)于非測(cè)距方式，其為采用基于位置指紋匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。基于位置指紋匹配的室內(nèi)定位，大致可分為兩個(gè)階段：離線采樣階段和在線定位階段。
其中離線采樣階段的目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)關(guān)于信號(hào)強(qiáng)度與采樣點(diǎn)位置間關(guān)系的位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。為了生成該數(shù)據(jù)庫(kù)，操作人員需要在被定位環(huán)境里確定若干采樣點(diǎn)；然后遍歷所有采樣點(diǎn)，記錄下在每個(gè)采樣點(diǎn)測(cè)量的無(wú)線信號(hào)特征，例如，來(lái)自所有接入點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度；最后將它們以某種方式保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
而在線定位階段，是當(dāng)用戶移動(dòng)到某一位置時(shí)，根據(jù)實(shí)時(shí)收到的信號(hào)強(qiáng)度信息，利用定位算法將其與位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息匹配，計(jì)算出該用戶的位置?；谖恢弥讣y的定位無(wú)需測(cè)量距離，也不需要考慮測(cè)距誤差問(wèn)題，在成本和功耗方面與前者相比具有顯著優(yōu)勢(shì)。
但是，上述基于采樣點(diǎn)的匹配定位算法并沒(méi)有考慮時(shí)間維度。在WLAN室內(nèi)定位算法中，一天24個(gè)小時(shí)時(shí)間段，無(wú)線信號(hào)在空間中傳播時(shí)的衰減大小并不是一個(gè)常量，它會(huì)隨著氣流、人流、天氣情況等時(shí)刻發(fā)生著變化，是一個(gè)曲線波動(dòng)。
因此，在離線采樣階段，如果只考慮部署時(shí)刻的無(wú)線指紋數(shù)據(jù)，并用此數(shù)據(jù)表達(dá)一天中所有時(shí)刻的采樣數(shù)據(jù)，顯然并不合理，而且相應(yīng)的也會(huì)使得匹配的準(zhǔn)確率大大下降，定位精度自然不高。也就是說(shuō)，現(xiàn)有的無(wú)線指紋定位解決方案在離線采樣階段，只是將RSSI和坐標(biāo)作為向量維度，并沒(méi)有考慮時(shí)間因素對(duì)采樣信號(hào)的影響。
因此，確有必要開(kāi)發(fā)一種新型的無(wú)線指紋定位方法及其系統(tǒng)，來(lái)克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種基于時(shí)間維度的無(wú)線指紋定位方法，其加入時(shí)間維度，對(duì)應(yīng)不同時(shí)間段形成相應(yīng)的無(wú)線指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)用戶手持移動(dòng)終端設(shè)備在某一位置時(shí)，利用定位算法將其與所在時(shí)間段的位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息匹配，計(jì)算出該用戶的位置，使得匹配的準(zhǔn)確率大大提高，定位精度高。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種基于時(shí)間維度的無(wú)線指紋定位方法，其包括以下步驟：
S1步驟：根據(jù)定位精度的預(yù)定需求，對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行單元網(wǎng)格劃分，并對(duì)所述單元網(wǎng)格設(shè)置網(wǎng)格屬性，將其存放到位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；其中每個(gè)單元網(wǎng)格中布設(shè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)；并根據(jù)所述網(wǎng)格單元形狀，以所述網(wǎng)格單元各頂點(diǎn)作為該網(wǎng)格單元的參考點(diǎn)；
S2步驟：根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，將一天時(shí)間劃分為T(mén)i個(gè)時(shí)間段，所述單元網(wǎng)格的各參考點(diǎn)在不同的時(shí)間段，采集所接收的來(lái)自所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，作為該單元網(wǎng)格的位置指紋存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)該時(shí)間段的Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；
S3步驟：定位時(shí)，將待定位終端在Ti時(shí)間段接收到的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度與其對(duì)應(yīng)的Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中各網(wǎng)格相應(yīng)的參考點(diǎn)進(jìn)行匹配，得到所述待定位終端的位置信息。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中對(duì)所述相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行單元網(wǎng)格劃分的方式包括整體區(qū)域劃分方式和根據(jù)設(shè)定長(zhǎng)度單位進(jìn)行區(qū)域劃分方式中的至少一種。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述單元網(wǎng)格的屬性包括自身編號(hào)、樓層編號(hào)、網(wǎng)格重心坐標(biāo)、相鄰網(wǎng)格編號(hào)、邊界參考點(diǎn)編號(hào)中的至少一種。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)是已知位置坐標(biāo)的無(wú)線局域網(wǎng)的接入點(diǎn)AP(Access Point)。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的布設(shè)方式為，劃分出的同一個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)的待定位節(jié)點(diǎn)至少能收到3個(gè)穩(wěn)定在-75dBm及以上信號(hào)強(qiáng)度的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息，并同時(shí)保證不同單元網(wǎng)格內(nèi)接收的信號(hào)強(qiáng)度有一定差異。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述參考點(diǎn)接收的信號(hào)強(qiáng)度的采集方式為采集時(shí)進(jìn)行各方向的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，并持續(xù)一段時(shí)間，根據(jù)設(shè)定的統(tǒng)計(jì)方法對(duì)接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將統(tǒng)計(jì)量存入位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)作為該參考點(diǎn)位置指紋。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述統(tǒng)計(jì)方法是基于均值的方法，其為計(jì)算每個(gè)單元網(wǎng)格的各個(gè)參考點(diǎn)在Ti時(shí)間段內(nèi)，一個(gè)采集周期內(nèi)接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度的平均值，并進(jìn)行歸一化處理，作為本單元網(wǎng)格位置指紋存入Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述統(tǒng)計(jì)方法是基于概率的方法，其為計(jì)算每個(gè)單元網(wǎng)格的各個(gè)參考點(diǎn)在Ti時(shí)間段內(nèi)，一個(gè)采集周期內(nèi)接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度的均值μ與方差σ，將(μ，σ)作為相應(yīng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在該單元網(wǎng)格的位置指紋存入Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中S3步驟為，定位時(shí)，根據(jù)單元網(wǎng)格的參考點(diǎn)的位置指紋以及待定位終端接收到的所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度的位置指紋，計(jì)算所述待定位終端在Ti時(shí)間段定位時(shí)得到的位置指紋與每個(gè)參考點(diǎn)的位置指紋的歐氏距離，其中該位置指紋是對(duì)接收信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后得到的；然后計(jì)算每個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)的所有參考點(diǎn)與待定位終端的位置指紋的歐氏距離相加，選出相加值最小的設(shè)定數(shù)量的網(wǎng)格單元；讀取這個(gè)距離最小的上述預(yù)訂數(shù)量的單元網(wǎng)格的屬性，按照歐氏距離進(jìn)行加權(quán)求和，得到所述待定位終端的坐標(biāo)位置。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述基于單元網(wǎng)格的參考點(diǎn)到待定位終端的歐氏距離的計(jì)算公式為：
其中，x為待定位點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度矩陣，N為網(wǎng)格Gi的參考點(diǎn)數(shù)目，Cj為第j個(gè)參考點(diǎn)，d為屬性維度。(請(qǐng)確認(rèn)公式中的參數(shù)p是否需要作說(shuō)明)
進(jìn)一步的，本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于實(shí)施本發(fā)明涉及的一種基于時(shí)間維度的無(wú)線指紋定位方法的定位系統(tǒng)，其包括單元網(wǎng)格劃分裝置、信標(biāo)布設(shè)裝置、參考點(diǎn)確定裝置、信號(hào)強(qiáng)度采集裝置、位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)以及終端位置確定裝置。
其中所述單元網(wǎng)格劃分裝置，用于根據(jù)定位精度需求，對(duì)需要定位的相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行單元網(wǎng)格劃分，為所述單元網(wǎng)格設(shè)置屬性，并將所述單元網(wǎng)格的屬性存入位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。所述信標(biāo)布設(shè)裝置，用于布設(shè)3個(gè)或以上數(shù)量的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，確保各個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)接收信號(hào)強(qiáng)度有一定差異。
所述參考點(diǎn)確定裝置，用于在所述單元網(wǎng)格內(nèi)確定3個(gè)或以上數(shù)量的參考點(diǎn)。所述信號(hào)強(qiáng)度采集裝置，用于在Ti時(shí)間段采集所述參考點(diǎn)處接收到的所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，并將其作為位置指紋信息存入其對(duì)應(yīng)的Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中。
所述位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)所述單元網(wǎng)格的屬性、時(shí)間標(biāo)簽和位置指紋信息。所述終端位置確定裝置，用于將待定位終端當(dāng)前時(shí)間所接收到的所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度與所述此時(shí)間段的位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中各網(wǎng)格的位置指紋進(jìn)行匹配，得到待定位終端的位置信息。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中終端位置確定裝置包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和終端位置確定模塊，其中所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊用于根據(jù)設(shè)定的匹配方法，對(duì)待測(cè)終端定位處在線測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。所述終端位置確定模塊，用于根據(jù)各單元網(wǎng)格的位置指紋與當(dāng)前時(shí)間段實(shí)際測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度構(gòu)成的位置指紋，計(jì)算其基于單元網(wǎng)格參考點(diǎn)的歐氏距離，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值，選出值最小的預(yù)訂數(shù)量的單元網(wǎng)格，加權(quán)后得到待定位終端位置。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述定位系統(tǒng)還包括中央控制裝置，用于協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各組成部分之間的工作，使得所述定位系統(tǒng)能夠順暢運(yùn)行。
進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述定位系統(tǒng)還包括顯示以及輸入輸出裝置，用于所述系統(tǒng)接受外部指令，以及顯示或是輸出所述定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。其具體可以包括輸入鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等等。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明涉及的一種基于時(shí)間維度的無(wú)線指紋定位方法及其系統(tǒng)，其在離線采樣階段加入時(shí)間維度，對(duì)不同時(shí)間段的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度與采樣點(diǎn)位置間關(guān)系形成無(wú)線指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。在線定位階段，用戶手持移動(dòng)終端設(shè)備在某一位置時(shí)，根據(jù)實(shí)時(shí)收到的信號(hào)強(qiáng)度信息和當(dāng)前時(shí)間信息，利用定位算法將其與當(dāng)前時(shí)刻的位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息匹配，計(jì)算出該用戶的位置。如此，使得匹配的準(zhǔn)確率大大提高，改善并提高定位精度。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供的一種基于時(shí)間維度的無(wú)線指紋定位系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明涉及的一種基于時(shí)間維度的無(wú)線指紋定位方法及其系統(tǒng)的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種基于時(shí)間維度的無(wú)線指紋定位方法，其包括以下步驟：
S1步驟：根據(jù)定位精度的預(yù)定需求，對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行單元網(wǎng)格劃分，并對(duì)所述單元網(wǎng)格設(shè)置網(wǎng)格屬性，將其存放到位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；其中每個(gè)單元網(wǎng)格中合理布設(shè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，確保每個(gè)單元網(wǎng)格能接收到3個(gè)以上的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息；并根據(jù)所述網(wǎng)格單元形狀，以所述網(wǎng)格單元各頂點(diǎn)作為該網(wǎng)格單元的參考點(diǎn)。
其中，對(duì)于所述相應(yīng)區(qū)域，以建筑物為例，其可以是將所述建筑物內(nèi)有定位需求的區(qū)域定義為相應(yīng)區(qū)域，對(duì)其進(jìn)行單元網(wǎng)格劃分，并分別為這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)置網(wǎng)格屬性。
具體的，所述建筑物中需要定位的區(qū)域，可包括但不限于：工作室、休息室、衛(wèi)生間、大廳、走廊以及樓層之間的樓梯區(qū)域。對(duì)于定位精度，其可以是不固定的，是可以根據(jù)不同的定位精度需求，進(jìn)行相應(yīng)的單元網(wǎng)格劃分。
例如，定位精度需求較低時(shí)，可進(jìn)行整體性的區(qū)域劃分，例如，工作室、休息室、衛(wèi)生間等，可將整個(gè)房間區(qū)域劃分為一個(gè)單元網(wǎng)格。而對(duì)要求定位精度較高的區(qū)域，例如3米以內(nèi)，可將定位區(qū)域劃分多個(gè)米級(jí)(以米為單位的)單元網(wǎng)格；而在特殊區(qū)域，如不規(guī)則平面和樓層間區(qū)域，可以適當(dāng)調(diào)整單元網(wǎng)格的長(zhǎng)寬或增加冗余網(wǎng)格以達(dá)到完全覆蓋。
進(jìn)一步的，對(duì)于劃分出的所述單元網(wǎng)格的屬性，例如，可包括但不限于：自身編號(hào)、樓層編號(hào)、網(wǎng)格重心坐標(biāo)、相鄰網(wǎng)格編號(hào)、邊界參考點(diǎn)編號(hào)等等，并作為網(wǎng)格屬性存入所示位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。
所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，其可以是已知位置坐標(biāo)的無(wú)線局域網(wǎng)的接入點(diǎn)AP(Access Point)。所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)具有唯一標(biāo)識(shí)ID，并發(fā)送廣播信息，同時(shí)所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)ID是可以被硬件裝置讀取，例如，信號(hào)強(qiáng)度采集裝置。
進(jìn)一步的，在一個(gè)實(shí)施方式，所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的布設(shè)方式，例如數(shù)量、位置等等參數(shù)，可遵循以下原則：劃分出的同一個(gè)所述單元網(wǎng)格內(nèi)的待定位節(jié)點(diǎn)至少能收到3個(gè)穩(wěn)定在-75dBm及以上信號(hào)強(qiáng)度的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息，并同時(shí)保證不同所述單元網(wǎng)格內(nèi)接收的信號(hào)強(qiáng)度有一定差異。
S2步驟：根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，將一天時(shí)間劃分為T(mén)i個(gè)時(shí)間段，比如以最小時(shí)間段是一小時(shí)為例，共劃分為24個(gè)時(shí)間段，即T1、T2、…、T24；其中在T1、T2、…、T24共24個(gè)時(shí)間段內(nèi)，在所述單元網(wǎng)格的各參考點(diǎn)采集所接收的來(lái)自信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，作為該單元網(wǎng)格的位置指紋存儲(chǔ)到Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；若是24個(gè)時(shí)間段T1、T2、…、T24，則相應(yīng)的也是24個(gè)位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)D1、D2、…、D24。
其中對(duì)于所述參考點(diǎn)接收的信號(hào)強(qiáng)度的采集方式，可以為在各參考點(diǎn)旋轉(zhuǎn)采集。即，采集時(shí)在各方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，持續(xù)一段時(shí)間，根據(jù)設(shè)定的統(tǒng)計(jì)方法對(duì)接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將統(tǒng)計(jì)量存入位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)作為該參考點(diǎn)位置指紋。采用旋轉(zhuǎn)采集的方式，可以保證采集過(guò)程的全向性；而持續(xù)一定時(shí)間來(lái)采集一定數(shù)量的數(shù)據(jù)，可以保證數(shù)據(jù)的有效性。
其中所述統(tǒng)計(jì)方法可以是基于均值的方法或是基于概率的方法。對(duì)于基于均值的方法，其為計(jì)算每個(gè)單元網(wǎng)格的各個(gè)參考點(diǎn)在Ti時(shí)間段內(nèi)，一個(gè)采集周期內(nèi)接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度的平均值，并進(jìn)行歸一化處理，作為本單元網(wǎng)格位置指紋存入Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。
對(duì)于基于概率的方法，其為計(jì)算每個(gè)單元網(wǎng)格的各個(gè)參考點(diǎn)在Ti時(shí)間段內(nèi)，一個(gè)采集周期內(nèi)接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度的均值μ與方差σ，將(μ,σ)作為相應(yīng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在該單元網(wǎng)格的位置指紋存入Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。
S3步驟：定位時(shí)，將待定位終端在Ti時(shí)間段接收到的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度與其對(duì)應(yīng)的Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中各網(wǎng)格相應(yīng)的參考點(diǎn)進(jìn)行匹配，得到待定位終端的位置信息。
其具體實(shí)現(xiàn)的過(guò)程如下：
將待定位終端在Ti時(shí)間段內(nèi)某點(diǎn)接收到的信號(hào)強(qiáng)度和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)編號(hào)，按照位置指紋的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行統(tǒng)一。其中在本實(shí)施方式中，其采用基于均值的匹配方法，則定位時(shí)在某點(diǎn)處測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度亦必須先求得平均值再進(jìn)行歸一化；
遍歷Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中各單元網(wǎng)格多個(gè)參考點(diǎn)的位置指紋，計(jì)算所述待定位終端在Ti時(shí)間段定位時(shí)得到的位置指紋與每個(gè)參考點(diǎn)的位置指紋的歐氏距離，其中該位置指紋是對(duì)接收信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后得到的；然后計(jì)算每個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)的所有參考點(diǎn)與待定位終端的位置指紋的歐氏距離相加，選出相加值最小的設(shè)定數(shù)量的網(wǎng)格單元；
其中涉及的所述基于單元網(wǎng)格的參考點(diǎn)到待定位終端的歐氏距離的計(jì)算公式為：
其中，x為待定位點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度矩陣，N為單元網(wǎng)格Gi的參考點(diǎn)數(shù)目，Cj為第j個(gè)參考點(diǎn)，d為屬性維度。
讀取這個(gè)距離最小的上述預(yù)訂數(shù)量的單元網(wǎng)格的屬性，例如，編號(hào)、網(wǎng)格重心坐標(biāo)信息等等，按照歐氏距離進(jìn)行加權(quán)求和，得到該待定位終端的坐標(biāo)位置。其中歐氏距離越小，賦予的權(quán)重就越大。
進(jìn)一步的，本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于實(shí)施本發(fā)明涉及的一種基于時(shí)間維度的無(wú)線指紋定位方法的定位系統(tǒng)，其包括單元網(wǎng)格劃分裝置、信標(biāo)布設(shè)裝置、參考點(diǎn)確定裝置、信號(hào)強(qiáng)度采集裝置、位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)、終端位置確定裝置、顯示以及輸入輸出輸出裝置和中央控制裝置。
其中所述單元網(wǎng)格劃分裝置，用于根據(jù)定位精度需求，對(duì)需要定位的相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行單元網(wǎng)格劃分，為所述單元網(wǎng)格設(shè)置屬性，并將所述單元網(wǎng)格的屬性存入位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。所述信標(biāo)布設(shè)裝置，用于布設(shè)多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，確保各個(gè)網(wǎng)格內(nèi)接收信號(hào)強(qiáng)度有一定差異。
所述參考點(diǎn)確定裝置，用于在所述單元網(wǎng)格內(nèi)確定多個(gè)參考點(diǎn)。所述信號(hào)強(qiáng)度采集裝置，用于在Ti時(shí)間段采集所述參考點(diǎn)處接收到的所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，并將其作為位置指紋信息存入其對(duì)應(yīng)的Di位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中。
所述位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)所述單元網(wǎng)格的屬性、時(shí)間標(biāo)簽和位置指紋信息。所述終端位置確定裝置，用于將待定位終端當(dāng)前時(shí)間所接收到的所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度與所述此時(shí)間段的位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中各網(wǎng)格的位置指紋進(jìn)行匹配，得到待定位終端的位置信息。
其中終端位置確定裝置包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和終端位置確定模塊，其中所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊用于根據(jù)設(shè)定的匹配方法，對(duì)待測(cè)終端定位處在線測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。所述終端位置確定模塊，用于根據(jù)各單元網(wǎng)格的位置指紋與當(dāng)前時(shí)間段實(shí)際測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度構(gòu)成的位置指紋，計(jì)算其基于單元網(wǎng)格參考點(diǎn)的歐氏距離，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值，選出值最小的預(yù)訂數(shù)量的單元網(wǎng)格，加權(quán)后得到待定位終端位置。
其中所述顯示以及輸入輸出裝置，用于所述系統(tǒng)接受外部指令，以及顯示或是輸出所述定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果；其具體可以包括輸入鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等等。所述中央控制裝置，用于協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各組成部分之間的工作，使得所述定位系統(tǒng)能夠順暢運(yùn)行。
本發(fā)明涉及的一種基于時(shí)間維度的無(wú)線指紋定位方法及其系統(tǒng)，其在離線采樣階段加入時(shí)間維度，對(duì)不同時(shí)間段的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度與采樣點(diǎn)位置間關(guān)系形成無(wú)線指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。在線定位階段，用戶手持移動(dòng)終端設(shè)備在某一位置時(shí)，根據(jù)實(shí)時(shí)收到的信號(hào)強(qiáng)度信息和當(dāng)前時(shí)間信息，利用定位算法將其與當(dāng)前時(shí)刻的位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息匹配，計(jì)算出該用戶的位置。如此，使得匹配的準(zhǔn)確率大大提高，改善并提高定位精度。
本發(fā)明的技術(shù)范圍不僅僅局限于上述說(shuō)明中的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明技術(shù)思想的前提下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行多種變形和修改，而這些變形和修改均應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。