基于群智感知网络的小区路径地图形成系统和方法

文档序号:10616652
基于群智感知网络的小区路径地图形成系统和方法
【专利摘要】本发明涉及无线网络的应用,提供一种基于群智感知网络的小区路径地图形成方法。该方法总体上包括群智感知网络和路径地图服务器。群智感知网络包括与路径地图服务器进行数据交互的上行和下行服务链路。路径地图服务器包括在线工作模式和离线工作模式,其中在线工作模式包括特征匹配和用户定位两个工作过程,离线工作模式包括初始化,数据采集与更新,路径形成三个部分。本发明基于群智网络定位数据的统计方法,建立了周期性的新增、保持和删除小区地图路径的方法。在没有GPS信号情况下,本发明利用无线接入点的无线信号周期性地更新小区当前路径地图,人们可通过移动终端获知当前所在小区的路径地图和行走路线,有效地提高人们的出行效率。
【专利说明】
基于群智感知网络的小区路径地图形成系统和方法
技术领域
[0001] 本发明设及无线网络的应用,主要为室外定位技术,特别设及基于群智感知网络 的小区路径地图形成系统和方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展,我国提出了新建住宅要推广街区制,原则上不再建设封闭住宅 小区。已建成的住宅小区和单位大院要逐步打开,实现内部道路公共化,解决交通路网布局 问题,促进±地节约利用。构建开放式小区,目的是打通小区内的道路,缓解交通压力,提高 人们的出行效率。在建成多年的小区内的道路进行公共化的过程中,由于社会上的人们不 熟悉小区内的道路分布情况和走向,一旦人们走进小区内,容易因周围环境不熟悉而迷路, 或者会遇到"此路不通"的死胡同情况,建立开放式小区目的是为了方便人们出行,提高人 们出行效率,而由于人们不熟悉小区情况而造成的麻烦反而事半功倍,降低出行效率,运不 是建立开放式小区的初衷。
[0003] 在无线移动终端设备普及的今天,移动感知和众包思想的结合产生了新型物联网 感知模式,即群智感知网络。群智感知网络利用互联网和在城市中部署的大量无线热点,通 过每一个使用无线移动终端设备的用户共享数据,形成一个基于群智感知网络的无线覆盖 网,可W获得真实,可靠,稳定的数据源,从而进一步进行技术的开发。
[0004] 同时,随着无线通信网络应用的高速发展,人们对环境感知和位置服务需求日趋 增加。在开阔室外环境下,全球定位系统和蜂窝无线通信系统,提供了较为精确和可靠的位 置信息,但对于现代住宅的大院或小区楼群密集的室外环境,由于无线信号遮蔽、衰落和多 径效应等因素的影响,使得定位精度无法满足实际应用的需求。就目前而言,移动终端的地 图应用程序所显示的道路通向情况有限,无法更深入探寻小区内部的路径情况。
[0005] 因此本文基于群智感知网络的小区路径地图形成方法,会在探寻小区的路径分布 和路径地图形成中发挥重要作用。

【发明内容】

[0006] 本发明是针对目前技术而言,在一个部署相当数量无线接入点的小区中,提出一 个新的小区路径地图形成方案,即基于群智网络的小区路径形成方法,该方法总体上包括 群智感知网络和路径地图服务器,其中群智感知网络包括两个服务链路,路径地图服务器 包括在线工作模式和离线工作模式。下面将详细介绍本发明方法的实现过程。
[0007] A:群智感知网络
[000引群智感知网络是当众多用户进入目标小区使用定位服务时,经过用户授权后,通 过群智感知网络将用户移动终端的定位信息W及收集的信息标签由上行链路上传至服务 器基站,同时获得当前位置信息和目标小区的路径地图,各个移动终端通过群智感知网络 与路径地图服务器进行数据交互,对离线工作模式中的特征数据库进行补充和更新。群智 感知网络包括与路径地图服务器进行数据交互的两个服务链路,分别为上行链路和下行链 路。
[0009] 步骤Al:上行链路
[0010] 上行链路是将移动终端用户的信息标签上传至路径地图服务器中的在线工作模 式内,信息标签包括用户ID,用户授权信息和特征信息等,上行链路上传的信息标签格式 为:用户ID,用户授权信息,无线信号特征信息列表,定位区域Si,定位次数Cl,J。其中无线信 号特征信息列表是W无线通信方式的设备收发的特征信息,应包括特征强度,无线接入点 的名称,MAC地址。
[0011] 优选地,Al上行链路包括如下步骤:
[0012] 步骤All:服务器分配每个连接的移动终端单独的用户ID号码;
[0013] 步骤A12:用户授权同意接受小区定位服务的信息;
[0014] 步骤A13:将用户移动终端收集的信息标签上传至路径地图服务器中。
[0015] 步骤A2:下行链路
[0016] 下行链路是路径地图服务器为用户提供小区定位功能和路径地图服务,包括位置 定位,小区地图下载和路径选择,下行链路下载的信息数据包括用户ID,用户当前位置区 域,小区地图数据包,路径选择数据包。
[0017]优选地,A2下行链路包括如下步骤:
[0018] 步骤A21:用户申请下载小区路径地图;
[0019] 步骤A22:路径地图服务器授权将信息数据发送至用户移动终端。
[0020] B:路径地图服务器:
[0021 ]路径地图服务器分为在线工作模式和离线工作模式。
[0022] 在线工作模式
[0023] 在线工作模式是由用户移动终端通过群智感知网络上传的信息标签,服务器进行 记录,将信息标签中的特征信息与服务器中的数据库的特征信息进行比对,选择最优的信 息进行匹配,对移动终端进行定位,包括特征匹配和用户定位两个工作过程。
[0024] 步骤BI:特征匹配
[0025] 优选地,步骤Bl特征匹配包括如下步骤:
[0026] 步骤Bll:服务器获得移动终端的定位授权许可;
[0027] 步骤B12:服务器选择移动终端的通信范围半径内能检测到的无线接入点作为待 定位点;
[0028] 步骤B13:服务器获得待定位点的无线信号特征列表;
[0029] 步骤B14:服务器统计并计算各个待定位点的数字特征信息;
[0030] 其中各个待定位点的数字特征信息包括无线接入点的信号强度最大值,最小值, 计算信号强度的均值和方差值;
[0031] 步骤B15:服务器选择相似度达到一定阔值W上的信息标签,移动终端检测到的待 定位点的特征信息与数据库进行匹配。
[0032] 步骤B2:用户定位
[0033] 优选地,步骤B2用户定位包括如下步骤:
[0034] 步骤B21:服务器选择符合条件的待定位点判别为稳定的定位点,滤除不稳定的无 线接入点;
[0035] 步骤B22:服务器将稳定的定位点的无线接入点用作定位工作;
[0036] 步骤B23:服务器根据数据库的特征信息,执行定位算法,将匹配相似程度最高的 区域作为定位区域Si,完成初步定位;
[0037] 步骤B24:在定位区域Si上标记为当前定位区域,记录CiJ为当前区域在时间统计 周期内的总共定位次数;
[0038] 步骤B25:将定位信息存储至在线工作模式的服务器中;
[0039] 其中,定位信息包括定位区域Si,当前区域在时间统计周期内总共定位次数CiJ;
[0040] 步骤B26:在线工作模式经过路径地图服务器将信息数据包通过下行服务链路,发 送至用户的移动终端上;
[0041] 其中,信息数据包括用户ID,用户当前位置区域,小区地图数据包,路径选择数据 包。
[0042] 步骤B27:在线工作模式通过路径地图服务器将用户的定位信息发送至离线工作 模式,两者之间进行数据共享,用作数据库特征信息的补充和更新。
[0043] C:离线工作模式
[0044] 离线工作模式需要完成目标小区的特征数据库的构建和更新,实现小区路径的形 成方法。路径地图服务器采集数据的信息特征构建具有特征标签的数据库,并在固定的间 隔时间对数据库的特征标签进行数据更新,保持数据库的有效性,定期更新小区路径地图。 离线工作模式分为=个部分,分别为初始化,数据采集与更新,路径形成。
[0045] 步骤Cl:初始化
[0046] 将目标小区整体划分为多个网格区域SiU = I,2,…,M),将划分区域上传至路径 地图服务器中,服务器根据要求按步骤进行初始化设定。
[0047] 优选地,步骤Cl初始化包括如下步骤:
[0048] 步骤Cll:设定路径区域判别标志Z,1为可能存在路径区域,0则为不可能存在路径 区域;
[0049] 步骤C12:设定路径形成阔值THl,路径取消阔值TH2,THl,TH2阔值大小由统计数据 而得;
[0050] 步骤C13:划分目标小区为M个区域,并设定各区域坐标Si(Si,S2,…,Sm);
[0051 ]步骤Cl 4:设定各区域在时间统计周期内定位次数:Ci,j(i = l,2...M;j = l,2'''N), M为小区划分的总区域数量,N为W时间统计周期为标准的总时间数,Cl,J为第Si区域第j个 时间统计周期内定位的次数;
[0052] 步骤C15:设定在固定时间内,间隔时间为N个时间统计周期,设定N的内各时间统 计周期权值为(W1,W2,'。,WN);
[0053] 步骤C16:计算各区域路径形成判别标志:Ni总(i = l,2. . .M),Ni总为某一区域路径形 成或取消判别标志。
[0054] 步骤C2:数据采集与更新
[0055] 优选地,步骤C2数据采集与更新包括如下步骤:
[0056] 步骤C21:初次探寻目标小区内各区域可能的路径区域;
[0057] 步骤C22:初次采集目标小区划分的各区域的Si的无线接入点的名称,特征强度和 MC地址等特征信息;
[005引步骤C23:将特征信息上传至数据库形成特征标签进行存储;
[0059] 步骤C24:系统服务器在相隔固定的时间内再对目标小区划分的各区域的进行信 息义集;
[0060] 步骤C25:服务器根据再次采集的数据校正数据库中存储特征标签,并将数据上传 至服务器,更新数据库的特征信息;
[0061] 步骤C26:将用户移动终端通过在线工作模式中的定位信息的数据共享反馈回来 的定位信息,更新特征数据库。
[0062] 步骤C3:路径形成
[0063] 在设定时间统计周期结束的时刻,对时间统计周期内收集的定位数据进行统计和 计算,更新服务器数据,形成最新的小区路径地图。
[0064] 优选地,步骤C3路径形成包括如下步骤:
[0065] 步骤C31:从更新时间节点后至下一个更新时间节点的时间统计周期内开始累计 计时;
[0066] 步骤C32:判断t是否到达服务器更新时间节点T(t〉T),若t〉T,则执行步骤C35,否 则执行步骤C33。
[0067] 步骤C33:若有新的移动终端在当前小区接入并定位,且定位区域Z = 1,则执行步 骤C34,否则执行步骤C31,继续累计计时。
[0068] 步骤C34:若新的移动终端定位区域属于Si,则(Cij) + 1,并记录时间统计周期内定 位次数值Ci,j(i = l,2,. . .,M; j = l,2,…,N),并返回执行步骤C31,继续累计计时。
[0069] 巧骤C35 :若t达到服各器更新时间节点T,计算当前区域路径形成判别标志:
Ni总大于路径形成阔值THl (Ni总〉THl ),则执行步骤C37, 否则执行步骤C36;
[0070] 步骤C36:若Ni总小于路径取消阔值TH2(Ni,g,<TH2)且为数据库记录的路径,则说明当 前路径存在不确定因素,在路径地图上取消显示,并执行步骤C38,否则保持当前状态,执行 步骤C39;
[0071] 步骤C37:若定位当前区域为数据库记录的路径,则在路径地图服务器中继续保持 路径,否则形成新的小区路径存储至数据库,根据定位位置,确定路径的宽度和长度;
[0072] 步骤C38:路径地图服务器更新小区路径地图,更新服务器数据库Cl,(W) = CiJ,时 间统计周期j = j+l,时间统计周期可任意设定;
[0073] 步骤C39:路径地图服务器提供路径选择服务,同时返回执行C31,在更新的时间节 点后继续累计计时。
[0074] 本发明的优点
[0075] 1、由于各方面原因,现在的地图应用软件不能细致地描绘出各小区区域的路径地 图,本发明通过群智感知网络将小区各细小的路径形成小区路径地图,并在移动终端上显 示,给人们提供更多的路径选择。
[0076] 2、由于地图更新工作量非常大,主要道路不会经常更新路径地图,而小区区域路 径时常会有各种变动,因此本发明能在设定的时间统计周期内周期性更新小区路径地图, 保证了小区路径地图的有效性。
[0077] 3、受无线信号遮蔽、衰落和多径效应等因素的影响,使得全球定位系统和蜂窝无 线通信系统的定位精度无法满足实际应用的需求。本发明能利用无线接入点的无线信号定 位,在小区区域内完成精准的定位和形成小区路径地图。
[0078] 4、本发明基于群智网络定位数据的统计方法,周期性地新增、保持和删除小区地 图路径,人们可通过移动终端获知当前所在小区最新的路径地图和行走路线,避免了迷路 和绕路,有效地提高人们的出行效率。
【附图说明】
[0079] 图1为基于群智感知网络的小区路径地图形成方法的总体框图;
[0080] 图2为基于群智感知网络的小区路径地图形成方法流程图;
[0081] 图3-1,图3-2,图3-3,图3-4为时间统计周期内服务器更新后各区域的小区路径地 图。
【具体实施方式】
[0082] 下面结合实例对本发明进行详细说明。
[0083] 如图1为基于群智感知网络的小区路径地图形成方法的总体框图。总体框图包括 群智感知网络和路径地图服务器。其中群智感知网络包括与路径地图服务器进行数据交互 的两个服务链路,路径地图服务器包括在线工作模式和离线工作模式。
[0084] 群智感知网络包括的两个服务链路分别为上行链路和下行链路。群智感知网络是 当众多用户进入目标小区使用定位服务时,经过用户授权后,通过群智网络将用户移动终 端的定位信息W及收集的信息标签由上行链路上传至路径地图服务器,同时获得当前位置 信息和小区的路径地图,各个移动终端通过群智感知网络与路径地图服务器进行数据交 互,对离线工作模式中的特征数据库进行补充和更新。
[0085] 群智感知网络与路径地图服务器通过上行和下行两个服务链路进行数据信息交 互,其中,路径地图服务器分为在线工作模式和离线工作模式,离线工作模式与在线工作模 式进行数据之间的共享服务。
[0086] 在线工作模式包括特征匹配,用户定位两个工作过程。在线工作模式是由服务器 基站将用户的移动终端通过群智感知网络上传的信息标签进行记录,将信息标签中的特征 信息与服务器中的数据库的特征信息进行比对,选择最优的信息进行匹配,对移动终端进 行定位。
[0087] 离线工作模式分为=个部分,分别为初始化,数据采集与更新,路径形成。离线工 作模式需要完成目标小区的特征数据库的构建和更新,实现小区路径的形成方法。路径地 图服务器采集数据的信息特征构建具有特征标签的数据库,并在固定的时间统计周期内对 数据库的特征标签进行数据更新,保持数据库的有效性,定期更新小区路径地图。
[0088] 如图2为本发明的小区路径地图形成方法的流程图,具体步骤如下:
[0089] 在设定时间统计周期结束的时刻,对时间统计周期内收集的定位数据进行统计和 计算,更新服务器数据,形成最新的小区路径地图。
[0090] 优选地,步骤C3路径形成包括如下步骤:
[0091] 步骤C31:从更新时间节点后至下一个更新时间节点的时间统计周期内开始累计 计时;
[0092] 步骤C32:判断t是否到达服务器更新时间节点T(t〉T),若t〉T,则执行步骤C35,否 则执行步骤C33。
[0093] 步骤C33:若有新的移动终端在当前小区接入并定位,且定位区域Z=I,则执行步 骤C34,否则执行步骤C31,继续累计计时。
[0094] 步骤C34:若新的移动终端定位区域属于Si,则(Cij) + 1,并记录时间统计周期内定 位次数值Ci,j(i = l,2,. . .,M; j = l,2,…,N),并返回执行步骤C31,继续累计计时。
[00M]步骤C35:若t达到服务器更新时间节点T,计算当前区域路径形成判别标志:
若Ni总大于路径形成阔值THl (Ni总〉THl ),则执行步骤 C37,否则执行步骤C36;
[0096] 步骤C36:若Ni总小于路径取消阔值TH2(Ni,g,<TH2)且为数据库记录的路径,则说明当 前路径存在不确定因素,在路径地图上取消显示,并执行步骤C38,否则保持当前状态,执行 步骤C39;
[0097] 步骤C37:若定位当前区域为数据库记录的路径,则在路径地图服务器中继续保持 路径,否则形成新的小区路径存储至数据库,根据定位位置,确定路径的宽度和长度;
[0098] 步骤C38:路径地图服务器更新小区路径地图,更新服务器数据库Cl,(W) = CiJ,时 间统计周期j = j+l,时间统计周期可任意设定;
[0099] 步骤C39:路径地图服务器提供路径选择服务,同时返回执行C31,在更新的时间节 点后继续累计计时。
[0100] 如下各表所示为基于群智感知网络的小区路径地图形成方法示意图,此处设定时 间统计周期为一天(24小时),假设将小区的某一个区域划分为4*4的网络小区域,设定该区 域为设定区域为Si~Si6,设定Cl,功第i个区域,第j天的定位次数,若接入定位区域2=1,则 当天区域存在可能路径。
[0101] 假设当天各区域统计定位次数所设定的权值Wi = O.75;
[0102] 假设当天的前第一天各区域统计定位次数所设定权值W2 = 0.5;
[0103] 假设当天的前第二天各区域统计定位次数所设定权值W3 = 0.化;
[0104] 设定路径形成的阔值T化=200,路径取消的阔值TH2 = 200,服务器更新时间节点 为当天24点整。根据小区路径形成的办法,可W求得划分每一个小区区域Si~Si6的Ni总值:
[0105] 假设表1-1为5月1日各区域统计定位次数,图3-1为5月1日服务器更新后的小区路 径地图,可W求得5月旧各小区区域Si~Si6路径形成判别标志的Ni总值Q = I,2,…,16);
[0106] 区域I(Si) :Ni总=wi*30+W2*0+W3*0 = 22.5
[0107] 区域2(S2) :N2总=Wi巧6+W2*0+W3*0 = 19.5
[010引 区域3(S3) :N3总=wi*75+W2*0+W3*0 = 56.25
[0109] 区域4(S4) :N値=wi*68+W2*0+W3*0 = 51
[0110] 区域5(Ss) :Ns总=wi*0+W2*0+W3*0 = 0
[0111] 区域6(Ss) :Ns总=wi*15+W2*0+W3*0 = 11.25
[0112] 区域7(S?) :N说=wi*80+W2*0+W3*0 = 60
[0113] 区域8(Ss) :N媳=wi*80+W2*0+W3*0 = 60
[0114] 区域9(Sg) :Ng总=wi*5+W2*0+W3*0 = 3.75
[0115] 区域IO(Sio):化嘘,=Wi巧0+W2*0+W3*0 = 37.5
[0116] 区域11(511):化1总=讯1*75+讯2*0+讯3*0 = 56.25
[0117] 区域 12(Si2):化溢=wi*60+W2*0+W3*0 = 45
[011 引 区域13(Si3):化3总=wi*300+W2*0+W3*0 = 225〉TH1
[0119] 区域 14(Si4):^^,=wi^85+W2*0+W3*0 = 213.75〉TH1
[0120] 区域15(Si日):化日总=Wi巧85+W2*0+W3*0 = 213.75〉TH1 [01 別]区域16(Si6):化瞄=Wi巧70+W2*0+W3*0 = 202.5〉TH1
[0122] 如图3-1所示,达到服务器更新时间节点24点整后,各区域中若Ni总〉THl,则当前区 域存在路径,更新小区路径地图,更新数据库,可见当前路径为Sl3^Sl4^Sl5^Sl6。
[0123] 假设表1-2为5月2日各区域统计定位次数,图3-2为5月2日服务器更新后的小区路 径地图,可W求得5月2日各小区区域Si~Si6路径形成判别标志的Ni总值Q = I,2,…,16);
[0124] 区域I(Si) :Ni总=wi*37+W2*30+W3*0 = 42.5
[0125] 区域2(S2) :N2总=wi*42+W2*26+W3*0 = 44.5
[0126] 区域 3(S3):N3 总=wi*160+W2*75+W3*0 = 157.5
[0127] 区域4(S4) :N値=wi*180+W2*68+W3*0 = 169
[012引 区域5(Ss) :Ns总=wi*10+W2*0+W3*0 = 7.5
[0129] 区域6(Ss) :Ns总=wi*20+W2*15+W3*0 = 22.5
[0130] 区域7(S7):N说=wi*210+W2*80+W3*0 = 197.5
[0131] 区域8(Ss):N媳=wi*75+W2*80+W3*0 = 96.25
[0132] 区域9(Sg) :Ng总=wi*10+W2巧+W3*0 = 10
[0133] 区域IO(Sio):化嘘.=wi*190+W2*50+W3*0 = 168.5
[0134] 区域ll(Sii):^m=wi*160+W2*75+W3*0 = 157.5
[0135] 区域 12(Si2):化溢=wi*58+W2*60+W3*0 = 73.5
[0136] 区域 13(Si3):化 3总=wi*350+W2*300+W3*0 = 412.5〉TH1
[0137] 区域H(Sm):化値=wi*300+W2*285+W3*0 = 367.5〉TH1
[013引 区域 15(Si5):化5总=Wi巧90+W2*285+W3*0 = 360〉TH1
[0139] 区域 16(Si6):化瞄=Wi巧60+W2*270+W3*0 = 330〉TH1
[0140] 如图3-2所示,达到服务器更新时间节点24点整后,各区域中若Ni总〉TH1,则当前区 域存在路径,更新小区路径地图,更新数据库,可见当前路径为Sl3^Sl4^Sl5^Sl6。
[0141] 假设表1-3为5月3日各区域统计定位次数,图3-3为5月3日服务器更新后的小区路 径地图,可W求得5月3日各小区区域Si~Si6路径形成判别标志的Ni总值Q = I,2,…,16);
[0142] 区域 1(51):化总=¥1*41+"巧37+"3*30 = 56.75
[0143] 区域2(S2) :N2总=wi*32+W2*42+W3*26 = 51.5
[0144] 区域3(S3):N3总=wi*80+W2*160+W3*75 = 158.75
[0145] 区域4(S4) :N値=wi*200+W2*180+W3*68 = 257〉TH1
[0146] 区域5(Ss) :Ns总=wi*12+W2*10+W3*0 = 14
[0147] 区域6(Ss) :Ns总=wi*21+W2*20+W3*15 = 29.5
[0148] 区域7(S7):N说=wi*190+W2*210+W3*80 = 267.5〉TH1
[0149] 区域8(Ss) :N媳=wi*90+W2*75+W3*80 = 125
[0150] 区域9(Sg) :Ng总=wi*8+W2*10+W3*5 = 12.25
[0151] 区域 lO(Sio):化嘘,=Wi 巧 00+W2*190+W3 巧 0 =化 7.5〉TH1
[0152] 区域11 (Sn):化1总=Wi巧50+W2*160+W3*75 = 286.25〉TH1
[0153] 区域12(Si2):化溢=wi*65+W2*58+W3*60 = 92.75
[0154] 区域 13(Si3):化3总=wi*300+W2*350+W3*300 = 475〉TH1
[0155] 区域 14(Si4):化値=Wi 巧 50+W2*300+W3 巧85 = 408.75〉TH1
[0156] 区域 15(Si5):化 5总=wi*150+W2*290+W3 巧85 = 328.75〉TH1
[0157] 区域 16(Si6):化瞄=wi*120+W2*260+W3 巧70 = 287.5〉TH1
[0158] 如图3-3所示,达到服务器更新时间节点24点整后,各区域中若Ni总〉TH1,则当前区 域存在路径,更新小区路径地图,更新数据库,可见当前存在两条路径为(l)Sl3^Sl4^Sl5^ Si6、(2)Si3一Si4一SiO一Sii一S?一S4,形成一条新的路径(2)。
[0159] 假设表1-4为5月4日各区域统计定位次数,图3-4为5月4日服务器更新后的小区路 径地图,可W求得5月4日各小区区域Si~Si6路径形成判别标志的Ni总值Q = I,2,…,16);
[0160] 区域1 (Si):Ni总=wi*50+W2*41+W3*37 = 67.25
[0161] 区域 2(S2):N2 总=wi*25+W2*32+W3*42 = 45.25
[0162] 区域3(S3) :N3总=wi*100+W2*80+W3*160 = 155
[0163] 区域 4(S4):N値=wi*190+W2 巧 00+W3*180 = 287.5〉TH1
[0164] 区域5(Ss) :Ns总=wi*20+W2*12+W3*10 = 23.5 [01 化]区域6(Ss) :Ns总=wi*15+W2*21+W3*20 = 26.75
[0166] 区域7(S7):N说=wi*200+W2*190+W3*2 10 = 297.5〉TH1
[0167] 区域 8(Ss):N 媳=wi*85+W2*90+W3*75 = 127.5
[016引 区域9(Sg) :Ng总=wi*10+W2*8+W3*10 = 14
[0169] 区域IO(Sio):化嘘,=Wi巧 10+W2*200+W3*190 = 305〉TH1
[0170] 区域11 (Sn):化1总=Wi巧30+W2*250+W3*160 = 337.5〉TH1
[0171] 区域12(S12):化溢=wi*70+W2*65+W3*58 = 99.5
[0172] 区域13(S13):化3总=Wi巧80+W2*300+W3*350 = 447.5〉TH1
[0173] 区域14(514):化値="1巧40+"2*250+"3*300 = 380〉?!
[0174] 区域 15(Si5):化 5总=wi*55+W2*150+W3 巧90 = 188.75<TH2
[0175] 区域 16(Si6):化瞄=wi*80+W2*120+W3 巧60 = 185<TH2
[0176] 如图3-4所示,达到服务器更新时间节点24点整后,各区域中若Ni总〉TH1,则当前区 域存在路径,若Ni,g,<T肥,则当前路径存在不确定因素,将其从地图上取消(如区域Si5,Si6), 更新小区路径地图,更新数据库,可见当前只存在一条路径Sl3^Sl4^SlO^Sll^S7^S4,新 形成的路径继续保存。
[0177] 服务器同时统计各时段小区内路径的定位次数,提供路径的选择服务。表1-1 5月 1曰
[017 引
[0179]
[018;3]表 1-4 5月4 日
[0180]
[0181]
[0182]
[0184]
[0185] W上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述 特定实施方式,本领域技术人员可W在权利要求的范围内做出各种变形或修改,运并不影 响本发明的实质内容。
【主权项】
1. 一种基于群智感知网络的小区路径地图形成系统,其特征在于该系统包括群智感知 网络和路径地图服务器,其中,群智感知网络包括与路径地图服务器进行数据交互的两个 服务链路,分别为上行链路和下行链路,上行链路是将移动终端用户的信息标签上传至路 径地图服务器中的在线工作模式内,下行链路是路径地图服务器为用户提供小区定位功能 和路径地图服务,包括位置定位,小区地图下载和路径选择;路径地图服务器分为在线工作 模式和离线工作模式。2. 根据权利要求1所述的基于群智感知网络的小区路径地图形成系统,其特征在于,群 智感知网络的上行链路上传的信息标签格式为:用户ID,用户授权信息,无线信号特征信息 列表,定位区域Si,定位次数Cl,其中无线信号特征信息列表是W无线通信方式的设备收 发的特征信息,应包括特征强度,无线接入点的名称,MAC地址。3. 根据权利要求1所述的基于群智感知网络的小区路径地图形成系统,其特征在于,群 智感知网络的下行链路下载的信息数据包括用户ID,用户当前位置区域,小区地图数据包, 路径选择数据包。4. 根据权利要求1所述的基于群智感知网络的小区路径地图形成系统,其特征在于,在 线工作模式包括特征匹配和用户定位两个工作过程;离线工作模式包括初始化,数据采集 与更新,路径形成Ξ个部分。5. -种基于权利要求1-4任一所述的基于群智感知网络的小区路径地图形成系统的形 成方法,上行链路包括如下步骤:步骤All:服务器分配每个连接的移动终端单独的用户ID 号码;步骤A12:用户授权同意接受小区定位服务的信息;步骤A13:将用户移动终端收集的 信息标签上传至路径地图服务器中,下行链路包括如下步骤:步骤A21:用户申请下载小区 路径地图;步骤A22:路径地图服务器授权将信息数据发送至用户移动终端。6. 根据权利要求5所述的形成方法,其特征在于,在线工作模式的特征匹配步骤为: 步骤B11:服务器获得移动终端的定位授权许可; 步骤B12:服务器选择移动终端的通信范围半径内能检测到的无线接入点作为待定位 点' ; 步骤B13:服务器获得待定位点的无线特征列表; 步骤B14:服务器统计并计算各个待定位点的信号强度最大值,最小值,计算信号强度 的均值和方差值等数字特征信息; 步骤B15:服务器选择相似度达到一定阔值W上的信息标签,移动终端检测到的待定位 点的特征信息与数据库进行匹配。7. 根据权利要求5所述的形成方法,其特征在于,在线工作模式的用户定位步骤为: 步骤B21:服务器选择符合条件的待定位点判别为稳定的定位点,滤除不稳定的无线接 入点; 步骤B22:服务器将稳定的定位点的无线接入点用作定位工作; 步骤B23:服务器根据数据库的特征信息,执行定位算法,将匹配相似程度最高的区域 作为定位区域Si,完成初步定位; 步骤B24:在定位区域Si上标记为当前定位区域,记录Cl,J为当前区域在时间统计周期内 总共定位次数; 步骤B25:将定位信息存储至在线工作模式的服务器中; 步骤B26:在线工作模式经过路径地图服务器将信息数据包通过下行服务链路,发送至 用户的移动终端上; 步骤B27:在线工作模式通过路径地图服务器将用户的定位信息发送至离线工作模式, 两者之间进行数据共享,用作数据库特征信息的补充和更新。8. 根据权利要求5所述的形成方法,其特征在于,离线工作模式的初始化步骤为: 步骤C11:设定路径区域判别标志Z,1为可能存在路径区域,0则为不可能存在路径区 域; 步骤C12:设定路径形成阔值TH1,路径取消阔值TH2;TH1、TH2阔值大小由统计数据而 得; 步骤C13:划分目标小区为Μ个区域,并设定各区域坐标Si (Si,S2,…,Sm); 步骤C14:设定各区域在时间统计周期内定位次数:Ci, j (i = 1,2. . . Μ; j = 1,2…N),Μ为 小区划分的总区域数量,Ν为W时间统计周期为标准的总时间数,Cij为第Si区域第j个时间 统计周期内定位的次数; 步骤C15:设定在固定时间内,间隔时间为N个时间统计周期,设定N的内各时间统计周 期权值为(W1,W2,··· ,WN); 步骤C16:计算各区域路径形成判别标志:Ni总(i = l,2. . .M),Ni总为某一区域路径形成或 取消判别标志。9. 根据权利要求5所述的形成方法,其特征在于离线工作模式的数据采集与更新步骤 为: 步骤C21:初次探寻目标小区内各区域可能的路径区域; 步骤C22:初次采集目标小区划分的各区域的Si的无线接入点的名称,特征强度和MAC地 址等特征信息; 步骤C23:将特征信息上传至数据库形成特征标签进行存储; 步骤C24:系统服务器在相隔固定的时间内再对目标小区划分的各区域的进行信息采 集; 步骤C25:服务器根据再次采集的数据校正数据库中存储特征标签,并将数据上传至服 务器,更新数据库的特征信息; 步骤C26:将用户移动终端通过在线工作模式中的定位信息的数据共享反馈回来的定 位信息,更新特征数据库。10. 根据权利要求5所述的形成系统,其特征在于离线工作模式的路径形成步骤为: 步骤C31:从更新时间节点后至下一个更新时间节点的时间统计周期内开始累计计时; 步骤C32:判断t是否到达服务器更新时间节点T(t〉T),若t〉T,则执行步骤C35,否则执 行步骤C33; 步骤C33:若有新的移动终端在当前小区接入并定位,且定位区域Z=l,则执行步骤 C34,否则执行步骤C31,继续累计计时; 步骤C34:若新的移动终端定位区域属于Si,则(Cij) + 1,并记录时间统计周期内定位次 数值Ci J (i = 1,2,. . .,Μ; j = 1,2,…,N),并返回执行步骤C31,继续累计计时; 步骤C35:若t达到服务器更新时间节点T,计算当前区域路径形成判别标志:(i=1.2...M),若Ni总大于路径形成阔值TH1 (Ni总〉TH1),则执行步骤 C37,否则执行步骤C36; 步骤C36:若Ni总小于路径取消阔值T肥(Ni,g,<TH2)且为数据库记录的路径,则说明当前路 径存在不确定因素,在路径地图上取消显示,并执行步骤C38,否则保持当前状态,执行步骤 C39; 步骤C37:若定位当前区域为数据库记录的路径,则在路径地图服务器中继续保持路 径,否则形成新的小区路径存储至数据库,根据定位位置,确定路径的宽度和长度; 步骤C38:路径地图服务器更新小区路径地图,更新服务器数据库Cl,化1) = Cij,时间统 计周期j = j+l,时间统计周期可任意设定; 步骤C39:路径地图服务器提供路径选择服务,同时返回执行C31,在更新的时间节点后 继续累计计时。
【文档编号】H04W4/02GK105979580SQ201610474910
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】刘震宇, 李嘉俊, 曹璐
【申请人】广东工业大学
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