一种基于接入点AP的指纹库定位方法及系统与流程

本发明涉及室内定位领域，尤其涉及一种基于接入点AP的指纹库定位方法及系统。
背景技术：
：随着无线定位技术的发展和人们对生活品质的不断追求，定位需求从室外延伸到室内。室内位置信息逐渐在日常生活中扮演重要的角色。室外主要由GNSS提供服务，而室内则受到墙体的遮挡，一般在室内GNSS信号很弱或无法接收，不能提供室内定位服务，因此适用于室内的定位方法得到广泛研究和关注。其中WIFI/蓝牙定位技术由于具有覆盖范围广、实现成本较低等优点备受人们关注。但WIFI信号在室内为多径传播，加上墙体、家具、门窗的阻挡，其经典传播模型精度较低不具有普遍适用性。现有技术中，WIFI/蓝牙定位系统主要采用场景分析法，即将定位区域内指纹点与WIFI/蓝牙信号强度值(ReceivedSignalStrengthIndicator，RSSI)的映射关系建立成“指纹库”，然后将用户收到的接入点(AccessPoint，AP)信号强度矢量用匹配算法与指纹库进行匹配得出用户位置。然而在实际使用中，考虑到不同机型对于同一个MAC发出信号的RSSI值接收并不相同，即不同传感器对于同一个MAC发出信号的RSSI值接收不相同，导致使用RSSI值与指纹库进行匹配的方法定位精度较差。因此，现有技术中的缺陷是，通过WIFI/蓝牙信号强度值RSSI用匹配算法与指纹库进行匹配得出用户位置，由于不同机型对于同一个MAC发出信号的RSSI值接收并不相同，导致定位精度差。技术实现要素：针对上述技术问题，本发明提供一种基于接入点AP的指纹库定位方法及系统，采用了按照信号源接收顺序来记录接入点AP的MAC地址及对应的位置，建立指纹库，将接入点AP与指纹库进行匹配进行定位，不需要考虑在实际情况中不同传感器接收同一信源的RSSI值的不同，在实际应用中省去了多机型适配的问题，进而提高了定位精度。为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：第一方面，本发明提供一种基于接入点AP的指纹库定位方法，包括：步骤S1，在定位的室内地图路径上按照指定的间隔设置一系列参考点，采集参考点上接入点AP的媒体访问控制MAC地址；步骤S2，根据室内地图路径的划分，重复执行所述步骤S1，采集多条室内地图路径上多个接入点AP的多个媒体访问控制MAC地址，一个接入点AP对应唯一一个MAC地址；步骤S3，获得所述多个接入点AP对应的位置，每个接入点AP对应多个位置，并按照信号源接收顺序将所述多个接入点AP及对应位置进行记录，存入数据库；步骤S4，通过聚类算法对所述每个接入点AP对应的多个位置进行筛选聚类，得到所述每个接入点AP的位置结果，存入所述数据库，建立指纹库；步骤S5，获取目前接收到的多个接入点AP，选择预定数量的接入点AP对应的MAC片段作为待定位点，将所述待定位点与所述指纹库中的AP点对应的MAC片段进行匹配，得到定位结果。本发明的基于接入点AP的指纹库定位方法，其技术方案为：先在定位的室内地图路径上按照指定的间隔设置一系列参考点，采集参考点上接入点AP的媒体访问控制MAC地址；然后根据室内地图路径的划分，重复执行上述步骤，采集多条室内地图路径上多个接入点AP的多个媒体访问控制MAC地址，一个接入点AP对应唯一一个MAC地址；获得所述多个接入点AP对应的位置，每个接入点AP对应多个位置，并按照信号源接收顺序将所述多个接入点AP及对应位置进行记录，存入数据库；接着，通过聚类算法对所述每个接入点AP对应的多个位置进行筛选聚类，得到所述每个接入点AP的位置结果，存入所述数据库，建立指纹库；最后，获取目前接收到的多个接入点AP，选择预定数量的接入点AP对应的MAC片段作为待定位点，将所述待定位点与所述指纹库中的AP点对应的MAC片段进行匹配，得到定位结果。本发明的基于接入点AP的指纹库定位方法，采用了按照信号源接收顺序来记录接入点AP的MAC地址及对应的位置，建立指纹库，将接入点AP对应的MAC片段与指纹库进行匹配进行定位，不需要考虑在实际情况中不同传感器接收同一信源的RSSI值的不同，在实际应用中省去了多机型适配的问题，进而提高了定位精度。进一步地，通过聚类算法对所述每个接入点AP对应的多个位置进行筛选聚类，得到所述每个接入点AP的位置结果，具体为：对所述多个接入点AP进行区域划分，每个区域中包含同一个AP的多个位置，所述每个区域作为一个聚类；统计所述每个区域中位置的密度；将所述密度与预设阈值进行比较，得到所述多个接入点AP的位置结果：当所述密度不小于所述预设阈值，将所述区域中对应的多个接入点AP的位置去除；当所述密度小于所述预设阈值，将所述区域中对应的多个接入点AP的位置保留。进一步地，所述指纹库中的多个接入点AP对应的MAC片段以片段序列的形式储存。进一步地，所述步骤S5中，将所述待定位点与所述指纹库中的AP点对应的MAC片段进行匹配，得到定位结果，具体为：从所述目前接收到的多个接入点AP中选取3个AP点对应的MAC片段作为待定位点；将所述待定位点形成一个3*N的矩阵；将所述矩阵逐列与所述指纹库中接入点AP对应的MAC片段序列进行匹配，得到定位结果。进一步地，通过K平均算法将所述矩阵逐列与所述指纹库中接入点AP对应的MAC片段序列进行匹配，具体为：计算所述矩阵每列与所述指纹库中的接入点AP对应的MAC片段序列中每列相似度；根据所述相似度，进行位置的判定：当所述相似度满足预设条件，判定所述待定位点的位置为所述指纹库中接入点AP对应的位置；当所述相似度不满足预设条件，判定所述待定位点的位置为与所述指纹库中接入点AP对应的位置相近聚类所在的位置。进一步地，所述预设条件为所述相似度不小于50％。进一步地，通过WIFI或蓝牙接收信号源。进一步地，所述指定的间隔为0.5米。第二方面，本发明提供一种基于接入点AP的指纹库定位系统，包括：初始化模块，用于在定位的室内地图路径上按照指定的间隔设置一系列参考点，采集参考点上接入点AP的媒体访问控制MAC地址；接入点AP获取模块，用于根据室内地图路径的划分，重复执行所述初始化模块，采集多条室内地图路径上多个接入点AP的多个媒体访问控制MAC地址，一个接入点AP对应唯一一个MAC地址；接入点AP位置获取模块，用于获得所述多个接入点AP对应的位置，每个接入点AP对应多个位置，并按照信号源接收顺序将所述多个接入点AP及对应位置进行记录，存入数据库；指纹库建立模块，用于通过聚类算法对所述每个接入点AP对应的多个位置进行筛选聚类，得到所述每个接入点AP的位置结果，存入所述数据库，建立指纹库；定位模块，用于获取目前接收到的多个接入点AP，选择预定数量的接入点AP对应的MAC片段作为待定位点，将所述待定位点与所述指纹库中的AP点对应的MAC片段进行匹配，得到定位结果。本发明的基于接入点AP的指纹库定位系统，其技术方案为：先通过初始化模块，在定位的室内地图路径上按照指定的间隔设置一系列参考点，采集参考点上接入点AP的媒体访问控制MAC地址；接着通过接入点AP获取模块，根据室内地图路径的划分，重复执行所述初始化模块，采集多条室内地图路径上多个接入点AP的多个媒体访问控制MAC地址，一个接入点AP对应唯一一个MAC地址；然后通过接入点AP位置获取模块，获得所述多个接入点AP对应的位置，每个接入点AP对应多个位置，并按照信号源接收顺序将所述多个接入点AP及对应位置进行记录，存入数据库；然后通过指纹库建立模块，通过聚类算法对所述每个接入点AP应的多个位置进行筛选聚类，得到所述多个接入点AP的位置结果，存入所述数据库，建立指纹库；最后通过定位模块，获取目前接收到的多个接入点AP，选择预定数量的接入点AP对应的MAC片段作为待定位点，将所述待定位点与所述指纹库中的AP点对应的MAC片段进行匹配，得到定位结果。本发明的基于接入点AP的指纹库定位系统，采用了按照信号源接收顺序来记录接入点AP的MAC地址及对应的位置，建立指纹库，将接入点AP对应的MAC片段与指纹库进行匹配进行定位，不需要考虑在实际情况中不同传感器接收同一信源的RSSI值的不同，在实际应用中省去了多机型适配的问题，进而提高了定位精度。进一步地，所述指纹库建立模块包括聚类子模块，用于通过聚类算法对所述每个接入点AP对应的多个位置进行筛选聚类，得到所述多个接入点AP的位置结果，具体为：对所述多个接入点AP进行区域划分，每个区域中包含同一个AP的多个位置，所述每个区域作为一个聚类；统计所述每个区域中位置的密度；将所述密度与预设阈值进行比较，得到所述多个接入点AP的位置结果：当所述密度不小于所述预设阈值，将所述区域中对应的多个接入点AP的位置去除；当所述密度小于所述预设阈值，将所述区域中对应的多个接入点AP的位置保留。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1示出了本发明第一实施例所提供的一种基于接入点AP的指纹库定位方法的流程图；图2示出了本发明第二实施例所提供的一种基于接入点AP的指纹库定位系统的示意图。具体实施方式下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。实施例一图1示出了本发明第一实施例所提供的一种基于接入点AP的指纹库定位方法的流程图；如图1所示，本发明实施例一提供一种基于接入点AP的指纹库定位方法，包括：步骤S1，在定位的室内地图路径上按照指定的间隔设置一系列参考点，采集参考点上接入点AP的媒体访问控制MAC地址；步骤S2，根据室内地图路径的划分，重复执行步骤S1，采集多条室内地图路径上多个接入点AP的多个媒体访问控制MAC地址，一个接入点AP对应唯一一个MAC地址；步骤S3，获得多个接入点AP对应的位置，每个接入点AP对应多个位置，并按照信号源接收顺序将多个接入点AP及对应位置进行记录，存入数据库；步骤S4，通过聚类算法对每个接入点AP对应的多个位置进行筛选聚类，得到每个接入点AP的位置结果，存入数据库，建立指纹库；步骤S5，获取目前接收到的多个接入点AP，选择预定数量的接入点AP对应的MAC片段作为待定位点，将待定位点与指纹库中的AP点对应的MAC片段进行匹配，得到定位结果。本发明的基于接入点AP的指纹库定位方法，其技术方案为：先在定位的室内地图路径上按照指定的间隔设置一系列参考点，采集参考点上接入点AP的媒体访问控制MAC地址；然后根据室内地图路径的划分，重复执行上述步骤，采集多条室内地图路径上多个接入点AP的多个媒体访问控制MAC地址，一个接入点AP对应唯一一个MAC地址；获得多个接入点AP对应的位置，每个接入点AP对应多个位置，并按照信号源接收顺序将多个接入点AP及对应位置进行记录，存入数据库；接着，通过聚类算法对每个接入点AP对应的多个位置进行筛选聚类，得到每个接入点AP的位置结果，存入数据库，建立指纹库；最后，获取目前接收到的多个接入点AP，选择预定数量的接入点AP对应的MAC片段作为待定位点，将待定位点与指纹库中的AP点对应的MAC片段进行匹配，得到定位结果。本发明的基于接入点AP的指纹库定位方法，首先采用了按照信号源接收顺序来记录接入点AP的MAC地址，根据接入点AP的MAC地址的对应关系(一个AP对应唯一一个MAC)，得到接入点AP对应的位置，每个接入点AP对应多个位置，并按照信号源接收顺序将多个接入点AP及对应位置进行记录，信号源接收顺序指通过某设备检测到室内地图路径周围的多个接入点AP在设备上的显示顺序，比如手机设备在开启WIFI的情况下，即可扫描并收集周围的AP信号，无论是否加密，是否已连接，甚至信号强度不足以显示在无线信号列表中，都可以获取到AP发布出来的MAC地址，进而一个MAC地址对应一个位置信息，获得多个接入点AP对应的位置。然后通过聚类算法将每个接入点AP对应的多个位置进行聚类处理(筛选处理)，建立指纹库，在定位时，将目前接收到的接入点AP对应的MAC片段与指纹库中的MAC片段进行匹配定位，通过此方法进行定位的同时，指纹库也在不断更新，使指纹库的数据更丰富，提高定位精度，通过本发明中的此方法进行定位，不需要考虑在实际情况中不同传感器接收同一信源的RSSI值的不同，在实际应用中省去了多机型适配的问题，提高了定位精度。具体地，指定的间隔为0.5米。每隔0.5米在在定位的室内地图路径上设置一系列的参考点，间隔要参考实际情况，越小越检测到的接入点AP越多，经试验验证，0.5米间隔的设置，采集到的接入点AP的媒体访问控制MAC地址，用于构建指纹库，数量足够多，定位效果更好。具体地，参见表1，采集之后每个AP会获得很多个位置，即一个接入点AP对应多个位置，这样将基于多个接入点AP及对应位置进行记录，形成用于基于接入点AP的指纹库，本发明中的指纹库与其他指纹库不同的，本发明中的指纹库主要记录的是接入点AP对应的MAC，并且是一种不规则的记录，在进行匹配的时候，只需要将待匹配的MAC与指纹库中的MAC匹配上三个或者几个(根据阈值有关)就可以完成匹配，实现定位。本发明中的指纹库的具体格式是对于某条特定的路径上，按照多个间隔参考点，由于每个参考点对应了多个AP，如下表所示，假设为1RP号路径，沿1RP号路径每隔0.5m记录接入点AP对应的MAC的坐标分布，得到如下的数据路径表：数据库路径表1(x1,y1)(x2,y2)(x3,y3)(x4,y4)AP11AP12AP13AP11AP21AP22AP23AP21AP31AP32AP33AP31AP41AP42AP43AP41AP51AP52AP53AP5100AP630具体地，通过聚类算法对每个接入点AP对应的多个位置进行筛选聚类，得到每个接入点AP的位置结果，具体为：对多个接入点AP进行区域划分，每个区域中包含同一个AP的多个位置，每个区域作为一个聚类；统计每个区域中位置的密度；将密度与预设阈值进行比较，得到多个接入点AP的位置结果：当密度不小于预设阈值，将区域中对应的多个接入点AP的位置去除；当密度小于预设阈值，将区域中对应的多个接入点AP的位置保留。具体地，聚类算法为中心密度聚类算法。采集之后每个AP会获得很多个位置，对于同一个AP做聚类的意义是剔除掉那些不合理的AP接收到的位置。换句话说就是聚类算法的意义是剔除每个AP的不合理的位置，避免影响定位的准确度。本发明中采用的是基于密度的聚类算法，基于密度的方法与其他方法的一个根本区别是，它不是基于各种各样的距离，而是基于密度的，只要计算一个区域中接入点的密度大于预设阈值，就把它加到与之相近的聚类中去，这样可以克服基于距离的聚类算法中，只能发现“类圆形”的聚类，使聚类更准确。具体地，指纹库中的多个接入点AP对应的MAC片段以片段序列的形式储存。具体地，步骤S5中，将待定位点与指纹库中的AP点对应的MAC片段进行匹配，得到定位结果，具体为：从目前接收到的多个接入点AP中选取3个AP点对应的MAC片段作为待定位点；将待定位点形成一个3*N的矩阵；将矩阵逐列与指纹库中接入点AP对应的MAC片段序列进行匹配，得到定位结果。指纹库中的多个接入点AP对应的MAC片段以片段序列的形式储存，将待定位点以矩阵的形式表示，然后进行匹配，根据相似度进行定位。每个时刻会获得了n个AP，在n个中适当选择预定数量的AP，本发明中选取3个AP点对应的MAC片段形成待定位点，为MAC片段[MAC1，MAC2，MAC3….]，使用这个片段去匹配指纹库中的MAC片段。具体地，通过K平均算法将矩阵逐列与指纹库中接入点AP对应的MAC片段序列进行匹配，具体为：计算矩阵每列与指纹库中的接入点AP对应的MAC片段序列中每列相似度；根据相似度，进行位置的判定：当相似度满足预设条件，判定待定位点的位置为指纹库中接入点AP对应的位置；当相似度不满足预设条件，判定待定位点的位置为与指纹库中接入点AP对应的位置相近聚类所在的位置。具体地，预设条件为相似度不小于50％。根据相似度将待定位点与指纹库中的接入点AP进行匹配，在相似度达到预设条件：相似度不小于50％时，判定此待定位点的位置为与之匹配的接入点AP所在的位置，否则，相似度小于50％时，判定此待定位点的位置为与此点最邻近的接入点AP所在的位置。具体地，通过WIFI或蓝牙接收信号源。使用WIFI或蓝牙接收信号源，不需要考虑不同传感器接收同一信源的RSSI值的不同，通过接入点AP与指纹库进行匹配定位，在实际应用中省去了多机型适配的问题，提高了定位精度。实施例二图2示出了本发明第二实施例所提供的一种基于接入点AP的指纹库定位系统的示意图，如图2所示，本发明实施例二提供一种基于接入点AP的指纹库定位系统10，包括：初始化模块101，用于在定位的室内地图路径上按照指定的间隔设置一系列参考点，采集参考点上接入点AP的媒体访问控制MAC地址；接入点AP获取模块102，用于根据室内地图路径的划分，重复执行初始化模块，采集多条室内地图路径上多个接入点AP的多个媒体访问控制MAC地址，一个接入点AP对应唯一一个MAC地址；接入点AP位置获取模块103，用于获得多个接入点AP对应的位置，每个接入点AP对应多个位置，并按照信号源接收顺序将多个接入点AP及对应位置进行记录，存入数据库；指纹库建立模块104，用于通过聚类算法对每个接入点AP对应的多个位置进行筛选聚类，得到每个接入点AP的位置结果，存入数据库，建立指纹库；定位模块105，用于获取目前接收到的多个接入点AP，选择预定数量的接入点AP对应的MAC片段作为待定位点，将待定位点与指纹库中的AP点对应的MAC片段进行匹配，得到定位结果。本发明的基于接入点AP的指纹库定位系统10，其技术方案为：先通过初始化模块101，在定位的室内地图路径上按照指定的间隔设置一系列参考点，采集参考点上接入点AP的媒体访问控制MAC地址；接着通过接入点AP获取模块102，根据室内地图路径的划分，重复执行初始化模块，采集多条室内地图路径上多个接入点AP的多个媒体访问控制MAC地址，一个接入点AP对应唯一一个MAC地址；然后通过接入点AP位置获取模块103，获得多个接入点AP对应的位置，每个接入点AP对应多个位置，并按照信号源接收顺序将多个接入点AP及对应位置进行记录，存入数据库；然后通过指纹库建立模块104，通过聚类算法对每个接入点AP应的多个位置进行筛选聚类，得到多个接入点AP的位置结果，存入数据库，建立指纹库；最后通过定位模块105，获取目前接收到的多个接入点AP，选择预定数量的接入点AP对应的MAC片段作为待定位点，将待定位点与指纹库中的AP点对应的MAC片段进行匹配，得到定位结果。本发明的基于接入点AP的指纹库定位系统10，首先采用了按照信号源接收顺序来记录接入点AP的MAC地址，根据接入点AP的MAC地址的对应关系(一个AP对应唯一一个MAC)，得到接入点AP对应的位置，每个接入点AP对应多个位置，并按照信号源接收顺序将多个接入点AP及对应位置进行记录，信号源接收顺序指通过某设备检测到室内地图路径周围的多个接入点AP在设备上的显示顺序，比如手机设备在开启Wi-Fi的情况下，即可扫描并收集周围的AP信号，无论是否加密，是否已连接，甚至信号强度不足以显示在无线信号列表中，都可以获取到AP发布出来的MAC地址，进而一个MAC地址对应一个位置信息，获得多个接入点AP对应的位置。然后通过聚类算法将每个接入点AP对应的多个位置进行聚类处理(筛选处理)，建立指纹库，在定位时，将目前接收到的接入点AP对应的MAC片段与指纹库中的MAC片段进行匹配定位，通过此方法进行定位的同时，指纹库也在不断更新，使指纹库的数据更丰富，提高定位精度，通过本发明中的此方法进行定位，不需要考虑在实际情况中不同传感器接收同一信源的RSSI值的不同，在实际应用中省去了多机型适配的问题，提高了定位精度。具体地，指纹库建立模块104包括聚类子模块，用于通过聚类算法对每个接入点AP对应的多个位置进行筛选聚类，得到多个接入点AP的位置结果，具体为：对多个接入点AP进行区域划分，每个区域中包含同一个AP的多个位置，每个区域作为一个聚类；统计每个区域中位置的密度；将密度与预设阈值进行比较，得到多个接入点AP的位置结果：当密度不小于预设阈值，将区域中对应的多个接入点AP的位置去除；当密度小于预设阈值，将区域中对应的多个接入点AP的位置保留。然后通过聚类算法将每个接入点AP对应的多个位置进行聚类处理(筛选处理)，建立指纹库，在定位时，将目前接收到的接入点AP对应的MAC片段与指纹库中的MAC片段进行匹配定位，通过此方法进行定位的同时，指纹库也在不断更新，使指纹库的数据更丰富，提高定位精度，通过本发明中的此方法进行定位，不需要考虑在实际情况中不同传感器接收同一信源的RSSI值的不同，在实际应用中省去了多机型适配的问题，提高了定位精度。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。当前第1页1 2 3