[发明专利]可靠众包样本集的生成、多分辨率数据库构建、定位方法

说明书

本发明公开可靠众包样本集的生成、多分辨率数据库构建、定位方法，属于通信与无线网络技术领域。本发明通过构建多分辨率定位数据库结构，从低分辨率到高分辨率依次进行在线定位，能够有效降低大型数据库的计算复杂度；通过可靠性度量算法来识别可靠的众包样本，解决众包样本定位标签不准确的问题；本发明通过可靠样本构建曲面、重新采样以生成新的拟合样本，解决众包样本标签分布不均匀的问题；通过增加分区欧式距离的辅助特征，增加指纹的分辨率和定位系统的鲁棒性；通过合理结合分类和回归模型，在降低计算复杂度的同时提升不同分辨率情况下的定位精度。

技术领域

本发明属于通信与无线网络技术领域，更具体地，涉及可靠众包样本集的生成、多分辨率数据库构建、定位方法。

背景技术

定位技术一直是许多民用和军事应用感兴趣的话题，例如搜救任务、物联网和机器人导航。尽管全球定位系统(Global Positioning System，GPS) 技术发展成熟，但因为精度原因仍不能成为室内环境的最佳手段。近些年，诞生了众多用于室内定位技术，例如可见光通信、蓝牙、超宽带等。尽管这些技术各有优缺点，但基于Wi-Fi的指纹定位由于其强大的普适性成为了最广泛使用的技术。然而，随着室内环境的规模和复杂性的增加，Wi-Fi 的指纹定位出现了两个主要挑战。

首先，随着室内环境复杂性的增加，Wi-Fi离线数据库建设所需要的现场勘测成本也大大增加。众包成为最有力的解决方案之一，它利用互联网中未知的大众来完成样本的采集任务，从而减轻现场勘测的巨大负担。虽然众包能够减轻现场勘测的负担，但众包样本由非专业人员采集，标注通常带有错误。再加上众包技术的采集过程是随机的，众包样本的密度可能不均匀，甚至可能在有些定位区域根本没有样本。这些都是众包函待解决的问题。

另一方面，随着室内环境规模的扩大，搜索精确定位需要更长的处理时间和额外的计算资源。主要的室内定位研究一直集中在精确的坐标级位置估计上，即获得亚米级精度的网格位置估计。然而，一些位置感知服务可能不需要这种明确的位置精度。例如，在医院中对医疗设备的跟踪；在机场中定位停车位；在消防中短时间定位分区等。因此，在某些情况下，识别用户所属的区域，例如建筑、房间等，比提供由坐标信息指定的精确位置更有意义，所以许多位置感知服务都需要不同级别的定位分辨率。然而在室内定位的研究工作中，关于此类的研究甚少。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了可靠众包样本集的生成、多分辨率数据库构建、定位方法，其目的在于简化大型复杂室内定位环境中的数据库架构，通过设定多个分辨率级别，满足不同的位置感知服务需求以及增加在线阶段定位速度。同时在一定程度上解决众包样本带有错误位置标注和采样不均的问题。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种Wi-Fi可靠众包样本集的生成方法，所述方法包括：

S1.将目标区域自上而下进行多层次拆分，直至拆分为栅格，得到目标区域、分区、子分区……栅格不同级别的单位，所述栅格对应最高分辨率；

S2.基于目标区域的多层次拆分结果，对原始众包样本进行分配；

S3.对每个栅格内的众包样本分别进行可靠性度量，保留可靠性大于阈值的可信众包样本；

S4.对保留下来的所有可信众包样本进行曲面拟合；

S5.对拟合曲面函数进行均匀采样，得到Wi-Fi可靠众包样本集。

优选地，所述可靠性度量采取轮廓系数计算公式如下：