[发明专利]一种用于室内定位的异构指纹数据库设计方法

权利要求书

1.一种用于室内定位的异构指纹数据库设计方法，设室内环境同时可接收到N_WiFi个WiFi节点发射的信号、N_NodeB个NodeB发射的信号、N_ENodeB个ENodeB发射的信号以及N_FemtoCell个FemtoCell发射的信号，并且地表大气压强值为P₀；同时假设构建指纹数据库时使用的终端同时包含WiFi射频模块、3G模块、4G模块以及气压传感器；

其特征在于：所述异构指纹数据库设计方法的实现过程为：

步骤1：待定位区域参考点的确定：假设在待定位区域存在N个参考点，首先要对这些参考点的三维坐标信息进行测量，对于第i个参考点测量得到的坐标信息为(x_i,y_i,z_i)；

步骤2：参考点位置处的指纹数据采集：分别在参考点处测量终端接收到的WiFi信号的强度r^WiFi、NodeB的信号的强度r^NodeB、ENodeB的信号的强度r^ENodeB、FemtoCell的信号的强度r^FemtoCell和大气压强值P，每种指纹数据测量一定次数。从第1个参考点开始，重复步骤2a至2e，直至第N个参考点结束；

步骤2a：在第i个参考点处，测量N_WiFi个WiFi节点发射的信号强度信息，共测量K_WiFi次，然后对每个WiFi节点的信号强度取平均值，最终得到此处的WiFi信号强度指纹信息：

riWiFi=[r1WiFi,···,rjWiFi,···,rNWiFiWiFi]T---(1)]]>

rjWiFi=1KWiFiΣk=1KWiFirj,kWiFi---(2)]]>

其中，为第k次测得的第j个WiFi节点的信号强度；

步骤2b：在第i个参考点处，测量N_NodeB个NodeB节点发射的信号强度信息，共测量K_NodeB次，然后对每个NodeB节点的信号强度取平均值，最终得到此处的NodeB信号强度指纹信息：

riNodeB=[r1NodeB,···,rjNodeB,···,rNNodeBNodeB]T---(3)]]>

rjNodeB=1KNodeBΣk=1KNodeBrj,kNodeB---(4)]]>

其中，为第k次测得的第j个NodeB节点的信号强度；

步骤2c：在第i个参考点处，测量N_ENodeB个ENodeB节点发射的信号强度信息，共测量K_ENodeB次，然后对每个ENodeB节点的信号强度取平均值，最终得到此处的ENodeB信号强度指纹信息：

riENodeB=[r1ENodeB,···,rjENodeB,···,rNENodeBENodeB]T---(5)]]>

rjENodeB=1KENodeBΣk=1KENodeBrj,kENodeB---(6)]]>

其中，为第k次测得的第j个ENodeB节点的信号强度；

步骤2d：在第i个参考点处，测量N_FemtoCell个FemtoCell节点发射的信号强度信息，共测量K_FemtoCell次，然后对每个FemtoCell节点的信号强度取平均值，最终得到此处的FemtoCell信号强度指纹信息：

riFemtoCell=[r1FemtoCell,···,rjFemtoCell,···,rNFemtoCellFemtoCell]T---(7)]]>

rjFemtoCell=1KFemtoCellΣk=1KFemtoCellrj,kFemtoCell---(8)]]>

其中，为第k次测得的第j个FemtoCell节点的信号强度；

步骤2e：在第i个参考点处，测量大气压强信息，共测量K_Atmospheric次，然后对所有大气压强取平均值，然后利用平均值减去地面大气压强值P₀，最终得到此处的大气压强指纹信息：

PiAtmospheric=1KAtmosphericΣk=1KAtmosphericpkAtmospheric-P0---(9)]]>

其中，为第k次测得的大气压强值；

步骤3：利用步骤2a至2e测得的指纹信息以及参考点位置信息构建异构指纹数据库，异构指纹数据库包含6种成员信息，分别是：

1)位置信息L_Position：

L_Position＝[x y z]

x＝[x₁,x₂,…x_N-1,x_N]^T     (10)

y＝[y₁,y₂,…y_N-1,y_N]^T

z＝[z₁,z₂,…z_N-1,z_N]^T

2)WiFi指纹信息R_WiFi：

RWiFi=r1WiFir2WiFi···rN-1WiFirNWiFiT---(11)]]>

3)NodeB指纹信息R_NodeB：

RNodeB=r1NodeBr2NodeB···rN-1NodeBrNNodeBT---(12)]]>

4)ENodeB指纹信息R_ENodeB：

RENodeB=r1ENodeBr2ENodeB···rN-1ENodeBrNENodeBT---(13)]]>

5)FemtoCell指纹信息R_FemtoCell：

RFemtoCell=r1FemtoCellr2FemtoCell···rN-1FemtoCellrNFemtoCellT---(14)]]>

6)大气压强指纹信息P_Atmospheric：

PAtmospheric=P1AtmosphericP2Atmospheric···PN-1AtmosphericPNAtmosphericT---(15)]]>

步骤4：最终构成的异构指纹数据库为：

D_Fingerprint＝[L_Position R_WiFi R_NodeB R_EnodeB R_FemtoCell P_Atmospheric]   (16)

其为大小为N×(3+N_WiFi+N_NodeB+N_ENodeB+N_FemtoCell+1)的二维数组。