一种针对室内信号源部署方案筛选的指纹定位快速实现方法与流程

文档序号:20010462发布日期:2020-02-22 04:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种针对室内信号源部署方案筛选的指纹定位快速实现方法,其特征在于,包括:

步骤1、生成部署方案对应的子指纹库,其中生成子指纹库时调用多核并行嵌套哈希查找的多层级加速方法;包含以下子步骤:

步骤1.1首先采集相关数据并生成总指纹库;在室内部署n个ap,作为部署方案的选择范围;每个ap都有唯一的id标识;接着,取这n个ap位置作为测试点和参考点;其中,在每个测试点收集n个ap信号值作为该测试点的rsst,写作(r1,r2,…rn)行向量形式;每个参考点收集n个ap信号值,作为该参考点的rssr,写作(r1,r2,…rn)的行向量形式,并汇集成大小为n*n的总指纹库;总指纹库具体形式如下:

步骤1.2确定某个部署方案;在n个ap里选取m个ap作为部署方案(m≤n),并记录这m个ap的id;

步骤1.3针对确定的部署方案,利用多核或多gpu并行加速遍历总指纹库中每行,并行加工多个rssr,得到部署方案对应的子指纹库;以下子步骤针对一个rssr工作;

步骤1.3.1利用哈希查找算法优化加速rssr加工;根据部署方案中ap成员的id,查找对应的m个ap信号值;为了加速ap信号值ri的查找,根据id与rssr中对应元素下标i映射关系,确定哈希函数hash(key),构造哈希表;其中,取id值为key值,hash(id)输出的是id对应的元素下标i;这样,便可以直接将id代入到哈希表中,实现时间复杂度为o(1)的查找;

步骤1.3.2根据上一步依次查找出来m个ri,按照下标i递增顺序组成部署方案下的参考点rss′r,写作(r′1,r′2,…r′m)行向量形式;

步骤1.3.3所有的rss′r汇集成大小为n*m的子指纹库;子指纹库具体形式如下:

其中r′ij表示第i个参考点接收到第j个ap的信号值;

步骤2、定位所有测试点位置并确定部署方案定位误差,定位过程中调用多核并行嵌套哈希查找+simd组合的多层级加速方法;包括以下子步骤:

步骤2.1利用多核并行加速遍历每个测试点,并行多个测试点位置定位;以下子步骤针对一个测试点工作;

步骤2.1.1读取测试点rsst;

步骤2.1.2利用哈希查找算法优化加速rsst加工;同子指纹库建立一样,rsst需要筛选出部署方案中m个对应ap信号值;这里的过程与步骤3.1.1,3.1.2一致,不进行多余讲解;最后构建部署方案下的测试点rss′t,写作(r′1,r′2,…r′m)行向量形式;

步骤2.1.3遍历子指纹库,将rss′t与库中每行rss′r与进行距离计算;其中距离记为distancerow,row为rss′r在子指纹库的行号;以下子步骤针对一行rss′r与该rss′t距离计算工作;

步骤(1)利用simd加速rss′r与rss′t距离计算;距离计算公式具体定义为根据avx指令集,利用三个256位通用寄存器x,y,z;其中前两个寄存器分别存储4个下标连续的r′i和r′i(r′i和r′i的数据类型设为double,占64位),第三个寄存器存储结果,初始存储值为0;对于rss′r与rss′t中前维的元素有如下子步骤,其中子步骤针对一组4个连续维度的元素工作;

①从rss′r与rss′t分别加载4个连续维度的元素到x,y;

②使用_mm256_sub_pd计算xy的数据差值,并存入256位寄存器temp;

③使用_mm256_mul_pd计算temp的平方值,并将结果再次存入temp;

④使用_mm256_add_pd计算temp与z的和,并将结果存入z;

步骤(2)将z中256位数据平分4个64位长的子数据,这些子数据转为double类型后相加得到结果result1;

步骤(3)若m为4的倍数,那么上一步的结果result1设为distance值;否则,将不被整除的部分按照普通方式计算,得到结果result2;那么distance值为result1与result2之和;

步骤2.1.4找出子指纹库中的k个最近距离的distancerow;

步骤2.1.5利用哈希查找算法根据最近距离加速查找对应参考点位置;由于参考点位置取ap位置,所以参考点位置需要所取的ap的id来确定;因此需要依次遍历上一步k个distancerow,依据其中行号下标row与id的映射关系,查找出对应id才能获取位置信息;依据映射关系,确定哈希函数hash(key),建立对应的哈希表;其中,取行号下标row值为key值,hash(row)输出的是row对应的id;这样,便可以直接将行号row代入到哈希表中,实现时间复杂度为o(1)的查找;

步骤2.1.6从k个参考点位置综合计算出测试点位置;

步骤2.1.7计算预测的位置与实际位置的误差;并将误差存入误差数组rate;

步骤2.2将误差数组rate中所有元素相加求和再求平均,得到该部署方案的平均定位误差;

步骤3、从所有的信号源部署方案中筛选得到最优方案,具体是以部署方案平均定位误差为评价标准,对所有信号源部署方案进行筛选,得到最优方案。

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