[发明专利]一种三维WLAN室内定位方法

摘要

本发明涉及一种三维WLAN室内定位方法，包括以下步骤(1)将待研究场景等分为若干个立方格，对于每个无线接入点记录其所能覆盖的立方格的信号强度；(2)服务器将每个无线接入点的信号分布数据中成簇的非零值通过拟合函数实现压缩；(3)用户终端实时感测并记录每个所述的无线接入点的信号强度，上传至服务器以请求服务器进行定位计算；(4)服务器根据收到的所述用户终端的信号强度信息中每个无线接入点的强度信息，计算用户终端的估计位置发还给用户终端。与现有技术相比，本发明避免传统机器学习算法维度灾难问题，将定位范围扩展到三维空间；记录全场AP信号强度分布数据，并对数据进行压缩，减少存储空间。

主权项

一种三维WLAN室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将待研究场景中三维空间分割为若干个等体积的立方格，对于每个无线接入点，记录其所能覆盖的立方格的信号强度，构成该无线接入点的信号分布数据集并上传到服务器；(2)所述服务器将所述每个无线接入点的信号分布数据中成簇的非零值通过拟合函数实现压缩，并保存于后台数据库中；(3)用户终端实时感测并记录每个所述的无线接入点的信号强度，并把该信号强度信息上传至服务器以请求服务器进行定位计算；(4)服务器根据收到的所述用户终端的信号强度信息中每个无线接入点的强度信息，计算用户终端的估计位置并发还给用户终端；所述的立方格的信号强度具体为立方格中心处的信号强度；所述步骤(2)中所述服务器将所述每个无线接入点的信号分布数据中成簇的非零值通过拟合函数实现压缩具体为：(1)将成簇的信号强度非零值的立方格按设定长度进行分段；(2)对于步骤(1)中得到的每一段立方格，通过拟合函数来对该段立方格进行拟合，记为dataj＝{[is1,ie1,f1,p1],[is2,ie2,f2,p2],…,[isn,ien,fn,pn]}其中，dataj表示第j个无线接入点的信号分布数据，isk、iek为第k段的起始和结束立方格的标号，fk为拟合函数类型，pk为函数的参数向量，1≤k≤n；所述的拟合函数包括线性函数f(x)＝ax+b、平方函数f(x)＝ax2+bx+c和指数函数f(x)＝aebx；所述拟合函数根据如下方法选择：(1)对于每一段立方格，以x∈[isk,isk+1,isk+2,…,iek]为自变量，y∈为因变量分别代入如下公式进行线性函数、平方函数和指数函数的拟合；其中n＝ek–sk，线性函数f(x)＝ax+b的参数的拟合公式为ab=nΣi=1nxiyi-Σi=1nxiΣi=1nyinΣi=1nxi2-(Σi=1nxi)2Σi=1nyiΣi=1nxi2-Σi=1nxiΣi=1nxiyinΣi=1nxi2-(Σi=1nxi)2;]]>平方函数f(x)＝ax2+bx+c的参数的拟合公式为cba=(XTX)-1XTy1y2...yn,X=nΣi=1nxiΣi=1nxi2Σi=1nxiΣi=1nxi2Σi=1nxi3Σi=1nxi2Σi=1nxi3Σi=1nxi4;]]>指数函数f(x)＝aebx的参数的拟合公式为ab=Σi=1n(xi2yi)Σi=1n(yilnyi)-Σi=1n(xiyi)Σi=1n(xiyilnyi)Σi=1nyiΣi=1n(xi2yi)-(Σi=1n(xiyi))2Σi=1nyiΣi=1n(xiyilnyi)-Σi=1n(xiyi)Σi=1n(yilnyi)Σi=1nyiΣi=1n(xi2yi)-(Σi=1n(xiyi))2;]]>(2)对第(1)步中得到的三个拟合函数分别计算最小误差平方和SSE，选择最小误差平方和SSE最小者为该立方格段的拟合函数，最小误差平方和SSE的计算公式如下，SSE=Σi=1nwi(yi-yi^)2]]>其中，wi表示每一个样本数据的权重，yi表示实际测量值，表示拟合值。