基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)wlan信號地圖繪制與映射方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與映射方法，該方法首先利用隨機用戶采集的接收信號強度RSS序列，通過譜聚類構(gòu)建各RSS序列的聚類圖；其次，利用圖像邊緣檢測法，構(gòu)建隨機用戶在定位目標區(qū)域內(nèi)的信號邏輯圖；再者，根據(jù)相應(yīng)的映射準則，建立信號邏輯圖中的RSS聚類節(jié)點到物理環(huán)境圖中的區(qū)域位置節(jié)點之間的映射；最終利用信號邏輯圖到物理環(huán)境圖的映射關(guān)系，實現(xiàn)對目標用戶的位置估計，同時利用繪圖技術(shù)對信號邏輯圖及物理環(huán)境圖進行繪制，提高了圖的可讀性，使得信號邏輯圖及物理環(huán)境圖中各節(jié)點的連接關(guān)系更加明晰。
【專利說明】基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制 與映射方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種信號地圖繪制與映射方法，特別涉及一種基于圖像邊緣檢測信號 相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與映射方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線局域網(wǎng)的廣泛部署，利用WLAN(Wireless Local Area Network)基礎(chǔ)設(shè) 施進行定位可以大大降低定位設(shè)施和系統(tǒng)維護的投入。目前，基于接收信號強度的室內(nèi) WLAN定位技術(shù)受到了廣泛的研究，其中典型的基于RSS(Received Signal Strength)位置 指紋的定位系統(tǒng)有微軟研究院開發(fā)的RADAR系統(tǒng)和馬里蘭大學(xué)提出的Horus系統(tǒng)。RADAR 系統(tǒng)在2000年由微軟公司首次提出，其基本思想是在離線階段從目標區(qū)域內(nèi)選定一定數(shù) 目的參考點，并在每個參考點處測量來自不同接入點AP(A CCesS Point)的信號強度值，建 立位置指紋數(shù)據(jù)庫；而在在線階段，則利用歐式距離最小準則，將終端實時測量得到的信號 值與位置指紋數(shù)據(jù)庫中已保存的信號數(shù)據(jù)進行匹配，找到與終端實時測量信號值的RSS歐 氏距離較小的若干個位置指紋，并利用這若干個位置指紋所對應(yīng)的位置坐標，對終端進行 位置估計。RADAR定位系統(tǒng)所采用的定位算法簡單且易于實現(xiàn)，但定位精度不高，其最大定 位誤差超過20m。Horus系統(tǒng)沿用了位置指紋的思想，同時又對RADAR定位系統(tǒng)進行了改進， 提出了基于位置指紋的概率定位算法，以及利用最強AP信號聚類等優(yōu)化措施，使得系統(tǒng)的 定位性能得到了很大程度的提高，其最大定位誤差在5m以內(nèi)。
[0003] 位置指紋定位算法需要在離線階段對所有參考點處的來自不同AP的信號強度進 行采集，從而消耗了大量的人力和物力資源，并且當參考點數(shù)目較多時，離線階段所需的人 力和時間開銷會大大增加，為此，基于SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) 的WLAN定位系統(tǒng)應(yīng)運而生，這類系統(tǒng)利用了其他方式獲得的傳感器信息，如微機電系統(tǒng) MEMS (Micro Electronic Machine System)中的慣性測量單兀 IMU (Inertial Measurement Unit)等，將用戶當前接收的WLAN信號強度與傳感器采集的信息相結(jié)合，從而在不需要大 量位置指紋信息采集的情況下，實現(xiàn)對終端的位置估計。
[0004] 由于位置指紋定位算法在離線階段需要對每個參考點處來自不同AP的信號強度 進行采集，因此，在系統(tǒng)設(shè)計前期需要投入大量的人力與時間開銷，以完成位置指紋數(shù)據(jù)庫 的構(gòu)建。同時，基于SLAM的WLAN定位算法需要利用傳感器采集的信息，所以對終端設(shè)備有 特殊的要求，并且在大多數(shù)基于位置的服務(wù)LBS (Location-based Service)中，我們無需計 算目標的精確物理位置坐標，而僅需獲知目標所在的大致區(qū)域及其周邊物理環(huán)境信息。針 對這一目標，本發(fā)明提出一種基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與 映射方法。


【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圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN 信號地圖繪制與映射方法，該方法首先利用隨機用戶采集的信號強度序列，通過聚類及圖 像邊緣檢測方法，構(gòu)建用戶在定位目標區(qū)域內(nèi)的信號邏輯圖；其次，根據(jù)相應(yīng)的映射準則， 建立信號邏輯圖中的RSS聚類節(jié)點到物理環(huán)境圖中的區(qū)域位置節(jié)點之間的映射；最終， 利用最優(yōu)信號邏輯圖到物理環(huán)境圖的映射關(guān)系，實現(xiàn)對終端的位置估計，同時利用繪圖 (Graph Drawing)技術(shù)，對信號邏輯圖及物理環(huán)境圖進行繪制，提高圖的可讀性，使得信號 邏輯圖及物理環(huán)境圖中各節(jié)點的連接關(guān)系更加明晰。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] -種基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與映射方法，該方 法包括以下步驟：
[0008] 步驟一：用戶在定位目標區(qū)域內(nèi)隨機采集若干條WLAN接收信號強度序列為

【權(quán)利要求】
1.基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與映射方法，其特征在于： 該方法包括以下步驟： 步驟一：用戶在定位目標區(qū)域內(nèi)隨機采集若干條WLAN接收信號強度序列為 & ={RSS;I，…，RSS,W = …，z)，其中，Mj為第j條序列的序列長度，z為序列條數(shù)； RSSjk=(RSSjkl，…，RSSjkn)(k= 1，…，Mj)為第j條序列中第k個接收信號強度矢量；η為AP個數(shù)；RSSjfe(r= 1，…，η)為第j條序列第k個接收信號強度矢量中第r個AP的信號強 度值； 步驟二：根據(jù)時間戳順序?qū)?中接收信號強度矢量進行升序排列；將第j條序列中第k個接收信號強度矢量重構(gòu)為新的n+1維矢量φ7? =化，RSSyil,…，RSSyto；); 步驟三：對中所包含的時間戳信息和接收信號強度信息進行加權(quán)，得到混合矢量φ;.Α- =(%/，MmRSSfil,…，WraiRSSiJ,其中加權(quán)系數(shù)為 &和 Wrss，Wts+Wrss= !; 步驟四：對混合矢量進行譜聚類，得到Sj中每條混合矢量的聚類號； 步驟五：通過中值濾波方法，修正每條混合矢量的聚類號及相應(yīng)類心； 步驟六：根據(jù)I中相鄰聚類之間的轉(zhuǎn)移關(guān)系，以連接圖的形式得到\的類轉(zhuǎn)移圖； 步驟七：重復(fù)步驟2)至步驟6)，得到所有接收信號強度序列的類轉(zhuǎn)移圖； 步驟八：通過圖像邊緣檢測技術(shù)，確定所有類轉(zhuǎn)移圖中類間距離小于門限Std的類，合 并相應(yīng)的類，對所有離散的類轉(zhuǎn)移圖進行拼接，得到待篩選的信號邏輯圖； 步驟九：將定位目標區(qū)域內(nèi)的每個物理叉路口作為區(qū)域邊界進行子區(qū)域劃分，并對每 個子區(qū)域進行序號標記；記區(qū)域標號為1，…，A，其中A表示所有的子區(qū)域的個數(shù)； 步驟十：根據(jù)各子區(qū)域的物理鄰接關(guān)系，將定位目標區(qū)域表示為一副由各子區(qū)域連通 的物理環(huán)境圖； 步驟十一：在定位目標區(qū)域內(nèi)選擇少量標記位置點CP，且保證標記位置點的個數(shù)少于 子區(qū)域個數(shù)； 步驟十二：在各標記位置點處采集NR個來自不同AP的信號強度矢量，并將其均值矢量 作為各標記位置點的代表矢量RV; 步驟十三：在每個邏輯圖中，計算與RV中每個元素Mrssn。與邏輯圖中各類心的歐式距 離=||Mrasee -Il;其中，,表示MrsSn。與第Zj個邏輯圖中的第f3個類心之間的 歐氏距離，為第zj個邏輯圖中的第&個類心；選擇與Mrssn。歐式距離最小的類心所對 應(yīng)的邏輯節(jié)點為該RV中元素Mrssne所對應(yīng)子區(qū)域cpn。存在的映射關(guān)系，剔除包含與2個或 以上不同子區(qū)域存在映射關(guān)系的邏輯節(jié)點所對應(yīng)的信號邏輯圖； 步驟十四：根據(jù)步驟十三得到所有未剔除信號邏輯圖，利用映射準則，得到所有未剔除 的信號邏輯圖，以及相應(yīng)的與物理環(huán)境圖的映射關(guān)系； 步驟十五：選擇對于所有標記點具有最高平均定位精度的信號邏輯圖作為最優(yōu)信號邏 輯圖；其中，每個標記點的定位精度定義為：在該標記點上采集的正確映射到所屬子區(qū)域 的信號強度矢量個數(shù)與信號強度矢量總數(shù)的比值，P?4 其中，Pio^表示第X個邏 NR 輯圖的映射關(guān)系中第nc個標記點上的定位精度，為第nc個標記點上采集的NR個接收 信號強度矢量中能夠映射到cpn。的接收信號強度矢量的個數(shù)；所有標記點的平均定位精度 Pr〇L,">ΡΓ0-?=^Σ,".-,ΡΓ0?.: 步驟十六：根據(jù)步驟十五，選擇F〇_,,最大的邏輯圖作為最優(yōu)信號邏輯圖， 根據(jù)步驟十四所確定的映射準則，得到最優(yōu)信號邏輯圖到物理環(huán)境圖的映射關(guān)系 Map=(?>ie{l, U，…，NocT}) ;Map=表示第cet個邏輯圖，NocT表示第cet 個邏輯圖中的邏輯節(jié)點個數(shù)； 步驟十七：利用GraphDrawing正交算法，對最優(yōu)信號邏輯圖及物理環(huán)境圖進行繪制； 步驟十八：根據(jù)終端新采集的信號強度矢量，在最優(yōu)信號邏輯圖中，計算得到與新采集 信號強度矢量具有最小歐式距離的邏輯節(jié)點； 步驟十九：根據(jù)最優(yōu)信號邏輯圖到物理環(huán)境圖的映射關(guān)系，估計終端所在的子區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與 映射方法，其特征在于：所述步驟四包括以下步驟： 1) 對于I，構(gòu)建鄰接矩陣Mwa，如下式：
其中，wPAS」中'(/? = 1,…，竭與〇 = 1,…，M)的相似度，= e-， 卜11表示二范數(shù)計算； 2) 在Mwa中設(shè)定相似度門限thw，當wM〈thw0^，令wM=O;當thw0^，wM保持不 變； 3) 將Mwa中的每一列求和，得到《二?G= 1,…，M)，構(gòu)造MXM的對角矩陣Dm，如 下所示：
4) 通過以下公式計算拉普拉斯算子L: L=Dm-Mwa; 5) 通過以下公式計算L的特征值及特征向量， LV=vV； (vE-L)V= 0 ；det(vE-L) = 0 ； 其中，E為MXM的單位矩陣；veR為L的特征值；V表示L的特征向量，長度為M的列 向量； 6)將凡中的每一行定義為一個混合矢量的重構(gòu)矢量，從而得到M個重構(gòu)矢量Nd= (1^(11，...，1^)，其中，1^("江=1，...，。）為凡中第(1行的第€個元素，將厘個重構(gòu)矢量進行 K均值聚類。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與 映射方法，其特征在于：所述步驟6)將M個重構(gòu)矢量進行K均值聚類包括以下步驟： (1) 確定所需聚類的K均值聚類個數(shù)K(K〈〈M);隨機在M個重構(gòu)矢量中選取K個樣本Sab =(sabl,sab2, · · ·，sabc)(b= 1，…，K)作為初始類心，其中私 ;sabf(f= 1，…，c) 為Sab中第f個元素； (2) 逐個計算剩余的M-K個樣本與所有初始類心的歐式距離，并將樣本分配到與其歐 氏距離最小的初始類心所對應(yīng)的聚類中；其中M-K個樣本中的每個樣本與每個初始類心的 歐氏距離計算為 ,.^l-sahl )2 (Sah^Nil); (3) 通過以下公式重新計算K個聚類的聚類中心，并將新的K個聚類的聚類中心作為初 始類心，
其中，Cb表示第b個聚類的所有樣本；X表示Cb中的每個樣本；Nub表示Cb的樣本個數(shù)；Zb表示第b個聚類的新類心； (4) 通過以下公式計算出所有聚類類心偏離度J，
(5) 重復(fù)步驟（2)步至步驟（4)，直到J達到最小值，Sab(b= 1，…，K)為各聚類類心； 將g||Z-Z6If 從小到大排序，得到各類的類號，同類中的樣本的類號相同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與 映射方法，其特征在于：所述步驟八包括以下步驟： 1) 將采集到的RSS序列排列為
2) 分別計算Γ中不同接收信號強度矢量的歐式距離，進而得到距離矩陣Mdis,
其中，Mr為序列Γ中的接收信號強度矢量數(shù)目；?,，犯， 也>7(?丨，2,…，Μ)為Γ中第Cli1個接收信號強度矢量與第di2個接收信號強度矢 量的歐氏距離；1與別表示r中第Cli1與第虹2個接收信號強度矢量中來自第 虹3個AP的信號強度值； 3) 設(shè)定門限std，當也響 < ?時，令也響=1;當炎ν,:乏?時，令炎/響=〇 ; 4) 對矩陣Mdis進行中值濾波處理，包括以下步驟： (1) 選擇大小為3X3的窗口win作為中值濾波的基本單元，如下所示，
其中，win中共有9個元素，Winwinl(winl= 1，2,…，9)為win中的第winl個元素； (2) 將矩陣Mdis做補O處理得到Mdisn，如下所示，
(3)將win中的Win5對芥Mdis_n中的元累Mdis_n(dis_nl, dis_n2),其中dis_nl= 2, 3,· · ·，Mr+1,dis_n2 = 2, 3,· · ·，Mr+1,Mdisn(dis_nl, dis_n2)為Mdisn中第dis_nl行第 dis_n2列的元素； (4) 取出當前win對應(yīng)于Mdisn*的元素，將所有元素按從大到小排列并依次標號為1， 2，···，9,且將矩陣Mdis中第（dis_nl)-l行第（dis_n2)-l列的元素更新為標號為5的元素； 5) 對矩陣Mdis進行腐蝕處理，包括以下步驟： (1) 選擇大小為5X5的窗口ero,如下所示，
(2) 將ero中第三行第三列的元素依次對齊Mdis中的元素Mdis(dis_l，dis_2)，其中 dis_l= 3, 4, · · ·，Mr-2,dis_2 = 3, 4, · · ·，Mr-2,Mdis(dis_l,dis_2)為Mdis中第dis_l行 第dis_2列的元素； (3) 當對齊于ero的所有Mdis中元素全為1時，令Mdis(dis_l，dis_2) = 1，而當對齊于 ero的所有Mdis中元素不全為1時,令Mdis(dis_l,dis_2) = 0 ; 6) 對矩陣Mdis進行邊緣檢測處理，包括以下步驟： (1)選擇大小為3X3的邊緣檢測窗口edg，如下所示：
(2) 將edg中的元素edgji齊矩陣Mdis中的元素Mdis(dis_a，dis_b)，其中dis_a= 2, 3, · · ·，ΜΓ_1，dis_b= 2, 3, · · ·，Mr_l，Mdis (dis_a，dis_b)為Mdis中第dis_a行第dis_b列 的元素； '+I +2 +1 (3) 選定橫向及縱向邊緣檢測的Sobel卷積因子^及67，其中Gr=OOO , -I -2 -I
(4) 將對齊于edg的Mdis中元素分別與G,及Gy相乘，得到關(guān)于當前元素Mdis (dis_a，dis_ b)在橫向及縱向上的灰度差分值Gxdisa及Gydisb，其中， Gx-diS-a=Mdis((dis_a)+l，（dis_b)+l)+2Mdis((dis_a)，（dis_b)+l) +Mdis((dis_a)_l，（dis_b)+l)-[Mdis((dis_a)+l，（dis_b)_l) +2Mdis((dis_a), (dis_b)-l)+Mdis((dis_a)_l，（dis_b)_l)] Gy_dis_b=MdiS((dis_a)+l, (dis_b)+1)+2Mdis((dis_a)+1, (dis_b))； +Mdis((dis_a)+1, (dis_b)-l)-[Mdis((dis_a)-l, (dis_b)+l) +2Mdis((dis_a)-l, (dis_b))+Mdis((dis_a)-l, (dis_b)_l)] (5) 得到關(guān)于當前元素Mdis(dis_a，dis_b)的灰度差分值Gxy，Gxy=IGxdisaI+ |Gy_disbI; (6) 設(shè)定灰度差分門限Gth，當Gxy彡Gth時，令Mdis(dis_a，dis_b) = 1，當Gxy〈Gtl#，令 Mdis(dis_a，dis_b) = 0 ; 7) 對矩陣Mdis的邊緣信息進行提取，得到序列Γ中不同接收信號強度矢量距離小于Std 的序列塊的長寬，以及其在Γ中的位置信息； 8) 根據(jù)步驟7)中得到的C〇 4，將離散的信號邏輯圖進行拼接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與 映射方法，其特征在于：所述步驟7)包括以下步驟： (1) 設(shè)定空矩陣CO1; (2) 遍歷矩陣Mdis中的所有元素Mdis(dis_c,dis_d),其中dis_c= 1，2,…，Mr,dis_ d= 1，2,…，Mr，Mdis(dis_c,dis_d)表示矩陣Mdis中第dis_c行第dis_d列的元素；當 Mdis(dis_c,dis_d) = 1 時，將坐標（dis_c,dis_d)記錄于COj中； ⑶設(shè)定空矩陣co_2,。〇_3及CO_4; (4) 令遍歷號vinu= 1 ; (5) 若vinu>vile則步驟結(jié)束，其中，vile為coj中坐標個數(shù)，若vinu<vile，則搜索c〇j 中第vinu個坐標coj(vinu),并令COj (vinu)為當前處理坐標co」_ (vinu); (6) 將co-L (vinu)存入co-2中； (7) 若co-L(vinu, 1)彡co-L(vinu, 2)，則令vinu=vinu+l并返回步驟（5)，其中，co-L (vinu, 1)和c〇j_(vinu, 2)分別為c〇j_(vinu)的橫坐標及縱坐標值； (8)令處理號prnu= 1 ; (9)Sco-1-(vinu，l)>c〇i(vinu，2)Jl^Sco-1-(vinu；^W'^i^*#nef1，nef2，nef3，n ef4, Iiee1, nee2, nee3, nee4，其中，八鄰域中的四鄰域坐標Iief1, nef2, nef3, nef4及八鄰域中的 對角坐標Iiee1, nee2, nee3, nee4為：
(10)確定坐標Iief1, nef2, nef3,!^:^在co」中的個數(shù)，若nef p nef2, nef3, nef4* 有fo(fo = 0, I, 2, 3, 4)個坐標存在于co」1=!11,貝U令四鄰域標記量n f。= fo;確定坐標 Iiee1, nee2, nee3, nee4在co沖的個數(shù)，若nee nee2, nee3, nee4中有ei (ei = 0, I, 2, 3, 4)個 坐標存在于⑶^中，則令對角標記量n ei= ei ; (11)若prnu= 1，則令prnu= prnu+l并轉(zhuǎn)步驟（12);若prnu# 1，則轉(zhuǎn)步驟（13); (12) 若％。關(guān)0,則將步驟（10)中的nf。個坐標中的任意一個設(shè)為當前坐標c〇i(vinu)， 將剩余的％。-1個四鄰域坐標及Iieii個對角坐標存入co_3并返回步驟（5);若nf。= 0,則將 步驟（10)中的Iieii個坐標的任意一個設(shè)為當前坐標coi(vinu),將剩余的Iieii-I個對角坐標 存入C〇 3并返回步驟（5); (13)若化。關(guān)0,則將步驟（10)中的n f。個坐標與co 2中的坐標進行比較，若nf。個坐 標不全包含于c〇_2，則將不包含于c〇_2中的任意一個坐標設(shè)為當前坐標co I(Vinu)，將剩余 的不包含于c〇2中的四鄰域坐標及不包含于co 2中的對角坐標存入co 2并返回步驟（5); 若％。個坐標全部包含于co 2，則將步驟（10)中的知個坐標與co 2中的坐標進行比較，若 坐標不全包含于c〇_2，則將不包含于c〇_2中的任意一個坐標設(shè)為當前坐標co I(Vinu)，將剩 余的不包含于co_2中的對角坐標存入CO_2并返回步驟（5);若步驟（10)中的rid個坐標全 部包含于co 2，則將co 2中的坐標與co 3中的坐標進行比較，如果CO 2與co3中有相同的坐 標，則取co 2中所有橫縱坐標中的最大值和最小值存入co 4中，其中，存儲的橫縱坐標的最 大值和最小值的形式為（Xniin, X_，Yniin, y_)，其中（Xniin, X111J及Gniin, y_)分別為CO2中橫 縱坐標的最大值和最小值，令Vinu= vi nu+l，返回步驟（5);如果CO 2與CO3中沒有相同的 坐標，令vinu= vinu+l，返回步驟（5);若nf。= 0,則轉(zhuǎn)步驟（14); (14)若nf。= 0,則步驟（10)中的n ei個坐標與co _2所包含的坐標進行比較,若坐標 不全部包含于c〇_2，則將不包含于c〇_2中的任意一個坐標設(shè)為當前坐標co I(Vinu)，將剩余 的不包含于co 2中的對角坐標存入co 2并返回步驟（5);若坐標全部包含于co 2，則將co 2 中的坐標與co 3中的坐標進行比較，如果CO 2與co 3中有相同的坐標，取co2中所有橫縱 坐標中的最大值和最小值存入co 4中，其中存儲的橫縱坐標的最大值和最小值的形式為 (Xmin，XmaX，ymin，ymaX)，其中，（XmtoXmax)及（ymin，ymJ分別為中橫縱坐標的最大值和最小 值，令Vinu=vinu+l，返回步驟（5);如果。〇_2與co_3中沒有相同的坐標，令vinu=vinu+l， 返回步驟（5)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與 映射方法，其特征在于：所述步驟十四中每一個信號邏輯圖到物理環(huán)境圖的映射準則具體 步驟為： 1) 計算物理環(huán)境圖中各子區(qū)域的鄰接度AD，各子區(qū)域的AD定義為該子區(qū)域和其鄰 接子區(qū)域所鄰接的子區(qū)域個數(shù)總和，一個子區(qū)域與另一個子區(qū)域鄰接表示這兩個區(qū)域能夠 不經(jīng)過其他區(qū)域到達彼區(qū)，此外，在所有子區(qū)域的AD中，得到最大得到最大ADAmag和最小 ADAmig; 2) 對于第X(X=l，一，y)個未剔除信號邏輯圖Gx，其中，y為未剔除信號邏輯圖個數(shù)， 計算&中除標記點所在子區(qū)域IcpnJ對應(yīng)的邏輯節(jié)點外的邏輯節(jié)點的AD，各邏輯節(jié)點的AD 定義為該邏輯節(jié)點和其鄰接邏輯節(jié)點所鄰接的邏輯節(jié)點個數(shù)總和，一個邏輯節(jié)點與另一個 邏輯節(jié)點鄰接表示這兩個邏輯節(jié)點能夠不經(jīng)過其他邏輯節(jié)點到達彼節(jié)點； 3) 計算得到&中的最大ADAmal和最小ADAmil，對于除標記點所在子區(qū)域IcpnJ對應(yīng)的 邏輯節(jié)點外的邏輯節(jié)點的ADVad1，通過以下公式將其修正為Vads,
4) 選擇物理環(huán)境圖中與Vads距離最小的AD所對應(yīng)的子區(qū)域，作為該邏輯節(jié)點的初始映 射子區(qū)域，即此邏輯節(jié)點與該子區(qū)域具有初始映射關(guān)系，此處距離定義為二者之差的絕對 值；用MarC(/""=l，…，Λω')表示第X個未剔除信號邏輯圖中的第ma個邏輯節(jié)點所對應(yīng) 的映射子區(qū)域，Nodx表示第X個未剔除信號邏輯圖的節(jié)點數(shù)；標記點所在子區(qū)域{cpn。}對 應(yīng)的邏輯節(jié)點的映射子區(qū)域即為相應(yīng)的標記點子區(qū)域； 5) 重復(fù)步驟2)至步驟4)，可得所有未剔除信號邏輯圖與物理環(huán)境圖的初始映射關(guān)系， 利用中心點對上述得到的初始映射關(guān)系進行校正，得到最終的映射關(guān)系。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像邊緣檢測信號相關(guān)性的室內(nèi)WLAN信號地圖繪制與 映射方法，其特征在于：所述步驟十七包括以下步驟： 1) 初始圖G= (V，E)，隨機選擇兩個點，一個點標記為s，另一個點標記為t，其中，V是 G中所有點的集合，表示為V={vej(i= 1，2,. . .，nve) ;E是G中所有邊的集合，表示為E ={edj}(j= 1，2, · · ·，ned) !Vei表示G中的第i個的點，ed』表示G中的第j條邊，nve及ned 分別表示G中點及邊的數(shù)目； 2) 找出包含s的所有邊及所有邊包含的點，以s為源點，以其余所有邊包含的點為終點 作有向邊，并在所有邊包含的點中，選擇所有不為t的終點為新的起點； 3) 對于每一個新的起點，找出包含該點的所有邊及所有邊包含的點，以該新的起點為 源點，以其余所有邊包含的點為終點作有向邊，當某條有向邊的兩個點都為新的起點時，規(guī) 定該邊的繪制方向為從左往右或從上到下； 4) 重復(fù)步驟3)，直到對所有新的起點都進行了從該點到相應(yīng)終點的有向邊的繪制，然 后令步驟3)中的所有不為t的終點為新的起點； 5) 重復(fù)步驟3)至步驟4)，直到遍歷完G中所有的點，從而構(gòu)成了有向圖G' ； 6) 在圖G'中將點s的值賦為O;并令其為起點； 7) 令初始賦值i_=O;賦值間隔iit= 1 ; 8) 從起點開始，對圖G'中的每條有向邊的所關(guān)聯(lián)的兩個點賦值，所滿足的條件為該邊 的終點的賦值大于起點的賦值，具體賦值規(guī)則為： (1) 確定包含起點的所有邊，再找到所有邊所對應(yīng)的終點； (2) 將去掉點t的所有終點構(gòu)成終點集，將所有終點賦值為inum+iit; (3) 若終點集中存在連接兩個終點的有向邊，則將該邊所對應(yīng)的終點的值賦為起點值 加1，并將步驟2)所確定的所有終點令為新的起點； (4) 重復(fù)步驟（1)至步驟（3)，直到遍歷完除t點以外的所有點； (5) 確定與點t相鄰的點，并將所有與點t相鄰的點的賦值中的最大值加1賦給點t， 此時，圖G'中每個點的賦值為該點在圖中的縱坐標； 9) 構(gòu)建另一有向圖Dn，具體步驟為： 確定有向圖三部分點集；第一部分點集為圖G'中的邊所構(gòu)成的所有最小區(qū)域， 其中，最小區(qū)域定義為圖G'中不存在其它邊再把該區(qū)域進行分割的區(qū)域；第二部分點集為 圖G'以外空間所形成的兩個區(qū)域，這兩個區(qū)域滿足：區(qū)域的并集為圖G'以外的所有空間， 而交集為空，此外，點s及t在兩個區(qū)域的邊界上，且定義兩個區(qū)域中的左邊區(qū)域為s*，該區(qū) 域的邊界包含三段：第一段為連接s到t的最左邊的無向路徑Π'，其中，最左邊的無向路 徑為不存另一條連接s到t的無向路徑Π使得Π在Π'的左邊或者Π中的某條無向邊 在Π'的某條無向邊的左邊；第二段為連接s及s'的無向邊Π"，其中，s'為包含于圖G' 以外空間的某一點，Π"包含于圖G'以外空間且s'與s的距離趨于無窮；第三段為連接t 及t'的無向邊Π" '，其中，t'為包含于圖G'以外空間的某一點，Π" '包含于圖G'以 外空間且t'與t的距離趨于無窮，同時，定義兩個區(qū)域中的右邊區(qū)域為為t* ;第三部分點 集為圖G'中路徑所構(gòu)成的點集，路徑的確定步驟為： (1) 確定圖G'中所有非s及t點的所有點，構(gòu)成處理點集； (2) 遍歷處理點集中的所有點，對于每一個點，當入邊數(shù)為奇數(shù)時，規(guī)定其入邊為所有 入邊的最中間一條邊，而當入邊數(shù)為偶數(shù)時，規(guī)定其入邊為所有入邊的最中間兩條邊中偏 左的一條邊；其中，一個點的入邊為以該點為終點的所有邊，對于每一個點，當出邊數(shù)為奇 數(shù)時，規(guī)定其出邊為所有出邊的最中間一條邊，而當出邊數(shù)為偶數(shù)時，規(guī)定其出邊為所有入 邊的最中間兩條邊中偏右的一條邊，其中，一個點的出邊為以該點為起點的所有邊； (3) 連接所有點所確定的邊，構(gòu)成所有確定的路徑，并將圖G'中剩余的邊作為單獨的 路徑，所有的路徑就構(gòu)成了第三部分點集； 10) 確定有向圖Dn的有向邊集，具體為： (1) 對于圖Dn的點集中的每一個代表區(qū)域的點，在圖G'中遍歷由步驟9)所確定的所 有tnu條路徑，對于圖G'中第tnul (tnul= 1，2,. ..，tJ條路徑IItnul，若其所包含的某一條 邊包含于該區(qū)域代表點在圖G'中對應(yīng)區(qū)域的邊界，則在有向圖Dn*，以該區(qū)域代表點為起 點，以所代表的點為終點作有向邊； (2) 對于圖Dn的點集中的每一個代表路徑的點，在圖G'中遍歷由步驟9)所確定的所 有anu個區(qū)域，對于圖G'中第anul(anul=1，2, . . .，anu)個區(qū)域4"",，若其邊界包含該路徑代 表點在圖G'中對應(yīng)路徑的某一條邊，則在有向圖Dn*，以該路徑代表點為起點，以所代 表的點為終點作有向邊； 11)在圖Dn*，將點s*的值賦為-0. 5;并令其為起點； 12)令初始賦值inum= -0. 5;賦值間隔iit=0. 5; 13)執(zhí)行步驟8)，其中，在步驟8)中所有對t的操作修改為對t*的操作，且對圖Dn中 所有點的賦值修改為圖G'中所有邊的橫坐標； 14)遍歷圖G'中的所有點，對于每一個點，其縱坐標為此點的賦值，橫坐標有兩個，分 別為包含該點的路徑在有向圖Dn中賦值的最大值與最小值，連接該兩個點，即得關(guān)于該點 的坐標表示線； 15)遍歷圖G'中的所有邊，對于每一條邊，其橫坐標為此邊所在路徑在有向圖Dn中的 賦值，縱坐標有兩個，分別為該邊在有向圖G'中的起點和終點的賦值，連接該兩個點，即得 關(guān)于該邊的坐標表示線； 16)在得到G'中所有點和所有邊的坐標表示線后,在所有點的坐標表示線上畫出一個 實點，且實點的位置規(guī)則為：對于每一條坐標表示線，實點的位置在與此點的坐標表示線相 交的邊的坐標表示線的交點上。
【文檔編號】G06T11/00GK104463929SQ201410783008
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】周牧, 張巧, 田增山, 邱楓, 范馨月, 周祥東, 蔣青, 周翊 申請人:重慶郵電大學(xué)