[发明专利]一种基于位置预测及误差补偿的室内定位方法与装置

说明书

本发明公开了一种基于位置预测及误差补偿的室内定位方法及装置，包括获取待预测位置的信号强度信息；以信号强度信息作为输入信息、结合位置预测模型对待预测位置进行位置预测，得到第一位置信息；以第一位置信息作为输入信息、结合误差修正模型对待预测位置进行位置预测，得到最终位置预测信息；本发明通过室内环境变化前的指纹库和位置估计模型进行用户的初步定位，再通过新的指纹库建立误差修正模型，对初步定位信息进行误差修正，达到了用户室内位置的精确定位，不再需要重新采集大量的指纹信息重新建立指纹库，也不需要再重新建立位置估计模型，降低了对重新采集的指纹信息的数据量，进而降低了当室内环境发生改变后定位装置的维护成本。

技术领域

本发明属于室内定位技术领域，尤其涉及一种基于位置预测及误差补偿的室内定位方法与装置。

背景技术

室内定位技术是基于位置的服务(Location Based Services，LBS)，是重要商业应用的核心支撑技术。基于指纹的室内定位方法因能很好地解决非视距(Non Line ofSight，NLOS)信道条件下定位精度下降问题而备受关注。

指纹定位方法的定位精度较大程度会受到位置指纹库(Radio Map)的影响。当室内环境的建筑结构、房间布局等发生变化时，室内无线传播环境也随之发生变化，从而导致其与已经建立的位置指纹库之间存在较大的差距，从而产生较大的定位误差。

这时，需要再次采集RSS样本重建或更新指纹库。但是，重建或更新指纹库是一件非常耗时和费力的工作，很大程度上增加了指纹库的维护成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于位置预测及误差补偿的室内定位方法及装置，在室内环境发生变化时，仅需重新采集少量数据，且不会降低定位精度。

本发明采用以下技术方案：一种基于位置预测及误差补偿的室内定位方法，包括以下步骤：

获取待预测位置的信号强度信息；

以信号强度信息作为输入信息、结合位置预测模型对待预测位置进行位置预测，得到第一位置信息；其中，位置预测模型通过室内环境发生变化前已有的第一指纹库训练得出；

以第一位置信息作为输入信息、结合误差修正模型对待预测位置进行位置预测，得到第二位置信息；其中，误差修正模型通过室内环境发生变化后重新采集的第二指纹库训练得到，第二位置信息为待预测位置的最终位置预测信息。

进一步地，获取待预测位置的信号强度信息包括：

重复获取待预测位置相对于室内每个AP的多个信号强度值；

计算待预测位置相对于室内每个AP的多个信号强度值的均值；

将所有均值组合成信号强度向量；其中，信号强度向量为信号强度信息。

进一步地，位置预测模型的训练方法为：

构建第一指纹库；其中，第一指纹库包括多组第一指纹数据集，每组第一指纹数据集均包括室内物理位置坐标以及其对应的信号强度信息；

将第一指纹数据集分为第一指纹数据子集和第二指纹数据子集；其中，第一指纹数据子集包括室内物理位置坐标的横坐标及其对应的信号强度信息，第二指纹数据子集包括室内物理位置坐标的纵坐标及其对应的信号强度信息；

采用XGBoost算法的初始目标函数分别对横坐标和纵坐标进行预测，得到预测横坐标和预测纵坐标；

以每组第一指纹数据集中的室内物理位置坐标和对应的预测横坐标和预测纵坐标，结合通过贪心算法迭代优化初始目标函数，得到最优目标函数；其中，最优目标函数为位置预测模型。

进一步地，最优目标函数为：