一種自生長(zhǎng)式的指紋圖自主建立方法
【專利摘要】一種自生長(zhǎng)式的指紋圖自主建立方法，涉及位置指紋定位技術(shù)。本發(fā)明為了解決在指紋定位過程中指紋圖的建立和維護(hù)過程需要投入大量工作量的問題。離線部分包括：建立種子區(qū)并確定當(dāng)前服務(wù)區(qū)指紋圖，根據(jù)在線部分上傳上來的用戶位置預(yù)測(cè)結(jié)果和RSS值，對(duì)相應(yīng)的參考點(diǎn)進(jìn)行RSS估算，更新指紋圖，當(dāng)指紋圖生長(zhǎng)到一定程度后再重新確定當(dāng)前服務(wù)區(qū)指紋圖；在線部分包括：用戶端的接收機(jī)采集RSS向量；用戶使用離線部分提供的指紋圖進(jìn)行指紋定位；利用濾波算法預(yù)測(cè)用戶位置；判斷用戶是否離開服務(wù)區(qū)。本發(fā)明方法的使用大大降低了指紋定位系統(tǒng)中指紋圖建立過程需要耗費(fèi)的工作量，提高了指紋圖的建設(shè)速度，有利于指紋定位技術(shù)在商業(yè)化方面的推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種自生長(zhǎng)式的指紋圖自主建立方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種指紋圖建立方法，涉及位置指紋定位技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]位置指紋定位的實(shí)施一般可以分為兩個(gè)階段:第一階段為訓(xùn)練/離線階段，主要工作是采集所需定位區(qū)域各參考節(jié)點(diǎn)位置的信號(hào)特征參數(shù)，例如信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)、多徑相角分量功率等，將一組指紋信息對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的位置形成位置指紋數(shù)據(jù)庫。第二階段為定位/在線階段，利用接收機(jī)測(cè)定接收信號(hào)的參數(shù)，采用匹配算法來確定與數(shù)據(jù)庫中哪一組數(shù)據(jù)相匹配，從而得出用戶的實(shí)際位置。在采用位置指紋定位方法時(shí)，經(jīng)典的定位實(shí)驗(yàn)流程圖如圖2所示:其中，(RP1, RP2, - ,RPn)代表第I到第η個(gè)參考點(diǎn)，RSSij(i=l,…，n; j=l，…，T)代表在第i個(gè)參考點(diǎn)處測(cè)量到的第j個(gè)RSS信號(hào)矢量。(TP1, TP2,…，TPm)代表第I到第m個(gè)參考點(diǎn)。在定位階段中，無線局域網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)以Radio Map為基礎(chǔ)，在需要被定位的WLAN客戶端進(jìn)行空間信號(hào)的實(shí)時(shí)采樣，并利用WLAN的移動(dòng)計(jì)算環(huán)境和數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境傳輸和計(jì)算采樣數(shù)據(jù)。計(jì)算過程主要通過應(yīng)用特定的信號(hào)空間的搜索和匹配算法進(jìn)行空間位置的搜索和定位，得出對(duì)采樣數(shù)據(jù)的位置預(yù)測(cè)結(jié)果，完成空間位置的定位。實(shí)際情況下，建筑物具有不同的幾何尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為了簡(jiǎn)化訓(xùn)練階段的任務(wù)，參考點(diǎn)的選擇往往需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)適當(dāng)選擇。在參考點(diǎn)近似滿足均勻分布的條件下，相鄰參考點(diǎn)的間距影響了定位精度，且隨著參考點(diǎn)的增多，定位精度越高。在指紋定位過程中指紋圖的建立和維護(hù)過程需要投入大量工作量，這是指紋定位技術(shù)在商業(yè)化方面主要的技術(shù)難題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種基于用戶上傳數(shù)據(jù)的自生長(zhǎng)式指紋圖自主建立方法，以解決在指紋定位過程中指紋圖的建立和維護(hù)過程需要投入大量工作量的問題，從而影響指紋定位技術(shù)的應(yīng)用。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:
[0005]一種自生長(zhǎng)式的指紋圖自主建立方法，所述自生長(zhǎng)式的指紋圖自主建立方法按以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0006]步驟一、離線部分
[0007]步驟一(一)、建立“種子區(qū)”:
[0008]在建筑物的關(guān)鍵位置測(cè)量出一個(gè)基礎(chǔ)的指紋圖，稱之為“種子區(qū)”;其中，處于所述種子區(qū)內(nèi)的用戶可以進(jìn)行指紋定位；
[0009]步驟一 (二)、確定當(dāng)前服務(wù)區(qū)指紋圖:
[0010]當(dāng)前服務(wù)區(qū)指紋圖包括“種子區(qū)”和根據(jù)在線部分用戶端上傳數(shù)據(jù)計(jì)算得到的參考點(diǎn)形成的時(shí)實(shí)延伸的生長(zhǎng)區(qū)域；所述上傳數(shù)據(jù)是指用戶位置坐標(biāo)和與該位置對(duì)應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)值，即RSS向量；并將當(dāng)前服務(wù)區(qū)指紋圖提供給在線部分的用戶端；
[0011]步驟一(三)、指紋圖生長(zhǎng)的具體過程:[0012]根據(jù)在線部分上傳上來的用戶位置預(yù)測(cè)結(jié)果和RSS值，對(duì)相應(yīng)的參考點(diǎn)RP進(jìn)行RSS估算，更新指紋圖，指紋圖生長(zhǎng)，當(dāng)指紋圖生長(zhǎng)到一定程度后，跳入步驟二重新確定當(dāng)前服務(wù)區(qū)指紋圖；
[0013]所述用戶位置上傳信息如下式所示:
[0014]A= (RSSal, RSSa2, RSSa3,...，RSSaP, Xa, Ya)
[0015]式中RSSax代表上傳的第X個(gè)AP的RSS值，Xa，Ya分別為上報(bào)的收機(jī)估計(jì)位置的坐標(biāo)信息；X的取值范圍為I~P，P為定位環(huán)境中AP的總個(gè)數(shù)；
[0016]所述對(duì)相應(yīng)的參考點(diǎn)(RP)進(jìn)行RSS估算的過程如下:
[0017]對(duì)上傳的大量更新信息A，求得待估計(jì)參考點(diǎn)位置(Xi，Yp與所有估計(jì)位置(Xa, Ya)間的二維距離Ddis_a，并進(jìn)行記錄；
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種自生長(zhǎng)式的指紋圖自主建立方法，其特征在于:所述自生長(zhǎng)式的指紋圖自主建立方法按以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一、離線部分 步驟一(一)、建立“種子區(qū)”: 在建筑物的關(guān)鍵位置測(cè)量出一個(gè)基礎(chǔ)的指紋圖，稱之為“種子區(qū)”;其中，處于所述種子區(qū)內(nèi)的用戶可以進(jìn)行指紋定位； 步驟一 (二 )、確定當(dāng)前服務(wù)區(qū)指紋圖: 當(dāng)前服務(wù)區(qū)指紋圖包括“種子區(qū)”和根據(jù)在線部分用戶端上傳數(shù)據(jù)計(jì)算得到的參考點(diǎn)形成的時(shí)實(shí)延伸的生長(zhǎng)區(qū)域；所述上傳數(shù)據(jù)是指用戶位置坐標(biāo)和與該位置對(duì)應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)值，即RSS向量；并將當(dāng)前服務(wù)區(qū)指紋圖提供給在線部分的用戶端； 步驟一(三)、指紋圖生長(zhǎng)的具體過程: 根據(jù)在線部分上傳上來的用戶位置預(yù)測(cè)結(jié)果和RSS值，對(duì)相應(yīng)的參考點(diǎn)RP進(jìn)行RSS估算，更新指紋圖，指紋圖生長(zhǎng)，當(dāng)指紋圖生長(zhǎng)到一定程度后，跳入步驟二重新確定當(dāng)前服務(wù)區(qū)指紋圖； 所述用戶位置上傳信息如下式所示:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自生長(zhǎng)式的指紋圖自主建立方法，其特征在于步驟一中所述建筑物的關(guān)鍵位置是指人流較大或集中的區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 或2所述的自生長(zhǎng)式的指紋圖自主建立方法，其特征在于步驟一(三)中所述當(dāng)指紋圖生長(zhǎng)到一定程度是指成熟度函數(shù)Tr小于其門限值Trth時(shí)的當(dāng)前指紋圖。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103889053SQ201410116656
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】孟維曉, 鄒德岳, 韓帥, 陳雷, 鞏紫君 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)