一种快速ap匹配定位方法
【专利摘要】本发明公开了一种快速AP匹配定位方法，包括步骤：步骤S1，在待定位点采集一组WIFI信号，步骤S2，计算各个参考点与待定位点对应的AP的WIFI信号之间的信号距离，步骤S3，根据所述信号距离计算命中矩阵，找出命中参考点向量，步骤S4，对命中参考点向量进行分析，确定待定位点的位置，本发明将命中方法分解到AP的维度上，计算简单快捷，不仅提高了鲁棒性，也提高了定位精度。
【专利说明】—种快速AP匹配定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及WIFI定位领域，尤其涉及一种快速AP匹配定位方法。
【背景技术】
[0002]随着无线网络的普及和应用，现在对于无线网络的应用到处可见，目前比较常见的无线网络是WIFI无线网络，并且调制解调器、路由器等设备也都基本上带有无线功能，一些商场、办公楼、教学楼等内部都会有WIFI无线网络的覆盖，WIFI无线网络的普及为室内定位提供了良好的条件。
[0003]目前在室外定位中，GPS已经提供了比较成熟的定位技术，但是对于室内定位来说，由于受到建筑物的遮挡，卫星信号无法穿透建筑物，使得GPS无法很好地对室内进行定位。这也引发了对室内定位技术的研究，其中使用无线信号来进行室内定位已经成为了一项研究热点，并以此来弥补GPS不能对建筑内部定位的缺陷。如同GPS定位系统需要卫星作为信号发射器一样，室内定位同样需要具有发射信号的设备装置，而室内定位所需要的信号发射装置通常是比较常见的无线接入点(AP，Access Point)。
[0004]在无线室内定位技术中，使用信号强度来进行定位的技术主要分为两类，一类是使用信号传播特性，即信号随着传播距离的增加而衰减，对信道进行建模，这样就能够根据接收到的信号强度值来计算出接收设备和发送端之间的距离，并且在已经知道发射器位置的情况下，进一步计算来获得接收处的具体位置，例如三边定位技术。然而由于室内建筑结构的复杂性，又由于信号传播具有反射、衍射等多径效应的传播特性以及传播噪声、信道之间的相互干扰等作用，使得 很难构建出比较准确的信号传播模型，因此也难以得到比较理想的定位结果。另一类是称作位置指纹的定位技术，通过采集具体位置信号强度值作为位置指纹并且用预处理过的信号强度值来构建指纹数据库，此技术不仅能够很好的规避信号传播的多径效应而且无需对复杂信道进行建模。
[0005]以往采用计算信号距离的方法中，如欧式距离，是通过实时采集信号与指纹库中指纹信号向量的欧式距离取最临近作为结果，这种唯一命中的定位算法在实际场景中很难得到理想的定位精度，虽然在此算法的基础上又产生了 K最临近算法，但这种直接选取K个最临近的参考点，然后直接取其平均位置会进一步引入误差。
【发明内容】
[0006]本发明鉴于上述情况而作出，其目的是提供一种快速AP匹配定位方法，将命中方法分解到AP的维度上，计算简单快捷，不仅提高了鲁棒性，也提高了定位精度。
[0007]本发明提供一种快速AP匹配定位方法，包括步骤:
[0008]步骤SI，在待定位点采集一组WIFI信号。
[0009]步骤S2，计算各个参考点与待定位点对应的AP的WIFI信号之间的信号距离。
[0010]步骤S3，根据所述信号距离计算命中矩阵，找出命中参考点向量。
[0011]步骤S4，对命中参考点向量进行分析，确定待定位点的位置。[0012]进一步地，步骤S2中，所述信号距离的计算公式为:
[0013]Signal_Matrix = {| FPDB1-S |，| FPDB2-S |，...，| FPDBm-S |}τ,
[0014]其中，Signal_Matrix为所述信号距离的矩阵，
[0015]S为步骤SI中所述一组WIFI信号构成的向量，
[0016]FPDBi为位置指纹信号向量，表示第i个参考点的位置指纹。
[0017]进一步地,步骤S3中，命中矩阵Hits_Matrix的计算公式为:
[0018]Hits_Matrix = min (SAP1, SAP2,..., SAPn)；
[0019]其中，SAPi是所述Signal_Matrix矩阵中的列向量，
[0020]min O操作表示将各列向量中信号距离最小的置为1，其余置为O。
[0021]进一步地,步骤S3中，命中参考点向量Candidate的计算公式为:
【权利要求】
1.一种快速AP匹配定位方法，其特征在于，包括步骤: 步骤SI，在待定位点采集一组WIFI信号； 步骤S2，计算各个参考点与待定位点对应的AP的WIFI信号之间的信号距离； 步骤S3，根据所述信号距离计算命中矩阵，找出命中参考点向量； 步骤S4，对命中参考点向量进行分析，确定待定位点的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述信号距离的计算公式为: Signal_Matrix = {| FPDB1-S |，| FPDB2-S，...，| FPDBm-S | }τ, 其中，Signal_Matrix为所述信号距离的矩阵， S为步骤SI中所述一组WIFI信号构成的向量， FPDBi为位置指纹信号向量，表示第i个参考点的位置指纹。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤S3中，命中矩阵Hits_Matrix的计算公式为:
Hits_Matrix = min (SAP1, SAP2,..., SAPn)； 其中，SAPi是所述Signal_Matrix矩阵中的列向量， min O操作表示将各列向量中信号距离最小的置为1，其余置为O。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3中，命中参考点向量Candidate的计算公式为:
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S4中，所述对命中参考点向量进行分析，确定待定位点的位置包括: 对所述命中参考点向量Candidate进行分析,如果命中参考点向量Candidate中只有一个参考点，则以所述参考点为待定位点的位置； 如果命中参考点向量中有多个参考点，根据所有参考点计算待定位点的位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所有参考点计算待定位点的位置包括: 为所述所有参考点计算关联权值向量，计算公式为:
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述PositioniUy)为二维平面内的坐标值。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的方法，其特征在于，所述WIFI信号为接收信号强度指示。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤SI之前还包括: 步骤S201，为每一个参考点分别对每台AP进行至少I次WIFI信号采集； 步骤S202，使用三倍方差滤波方法对采集的WIFI信号进行过滤，计算所采集的一组WIFI信号的均值和方差； 步骤S203，如果某个WIFI信号与均值的方差大于这一组WIFI信号方差的三倍，则筛除该WIFI信号； 步骤S204，对筛选过后的一组WIFI信号取均值作为AP在参考点处的信号向量； 步骤S205，以所有参考点的信号向量构建指纹数据库FPDB。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S203中，筛除异常WIFI信号的计算公式为:
S 异常=δ si ^ δ *3， 其中，S si表示第i次采集到的某个AP的WIFI信号与这一组信号强度均值的标准差， δ表不这一组WIFI信号的标准差。
【文档编号】H04W64/00GK104023389SQ201410199344
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】刘海涛, 陆小青 申请人:南京大学