[发明专利]一种基于众包样本的室内无线电地图构建方法

摘要

本发明公开了一种基于众包样本的室内无线电地图构建方法，包括：(1)栅格划分步骤；(2)栅格样本支撑集获取步骤；(3)异常样本检测与剔除步骤；(4)AP筛选与设备指纹构造步骤；(5)设备指纹插值步骤；(6)设备指纹校准步骤；(7)栅格指纹获取步骤。本发明可以解决现有的基于众包样本构建室内无线电地图的方法中存在的不准确的众包样本标注、不相等的样本维度、不均匀的空间分布以及不同的测量设备所导致的定位准确度不高问题。

主权项

1.一种基于众包样本的室内无线电地图构建方法，其特征在于，包括：(1)栅格划分步骤：在平面目标区域内建立平面直角坐标系；将所述平面目标区域划分为K个相互不重叠的定位区域，并进一步将每个定位区域划分为大小相近的栅格；经过划分后，所述平面目标区域共包含G个栅格；其中，K和G均为正整数；(2)栅格样本支撑集获取步骤：在所述平面目标区域内，通过众包的方式，利用个设备采集得到M个样本，每一个样本包含采集点的标注坐标、被采集的设备标号以及在该点测量到的来自不同AP的信号强度序列；所采集M个的样本中，第j个样本的标注坐标为(x_j，y_j)，所述第j个样本被采集的设备标号为ε_j，并且所述第j个样本的AP信号强度的序列为[r_j1，r_j2，…，r_ja，…，r_jN]，其中，r_ja表示所述第j个样本所接收到的第a个AP的信号强度值，N为所述第j个样本接收到的AP的数量；若第h个栅格Grd_h与所述第j个样本位于同一定位区域内，且在所述第j个样本所在定位区域内，所述栅格Grd_h的中心坐标(X_h，Y_h)与所述第j个样本的标注位置坐标(x_j，y_j)的欧式距离最小，则将所述第j个样本加入到所述栅格Grd_h的样本支撑集SS_h中；其中，j的取值为1～M，a的取值为1～N，h的取值为1～G，和M均为正整数；遍历每一个栅格，对于第g个栅格Grdg，若其样本支撑集SS_g包含的样本数量大于阈值N_th，则执行步骤(3)；否则，执行步骤(5)；其中，g的取值为1～G；(3)异常样本检测与剔除步骤：对于第g个栅格Grd_g，根据其样本支撑集SS_g中样本被采集的设备标号，将所述样本支撑集SS_g划分为E个设备样本集合，其中每一个设备样本集合中的样本由同一个设备采集得到；在E个设备样本集合中，第e个设备的设备样本集合为其中，g的取值为1～G，e的取值为1～E，s_i为栅格Grd_g中由第e个设备采集的第i个样本，并且i的取值为为所述栅格Grd_g中由第e个设备采集的样本数量，E为所述栅格Grd_g中可采集到样本的设备的数量；检测所述设备样本集合中的每一个样本，剔除其中的异常样本，得到正常样本集合其中，m的取值为为所述栅格Grd_g中由第e个设备采集的正常样本的数量；对于所述正常样本集合执行步骤(4)；(4)AP筛选与设备指纹构造步骤：对于第g个栅格Grd_g中第e个设备的正常样本集合计算其中每一个AP的接收率，若第b个AP的接收率P_b小于接收率阈值P_th，则第b个AP不参与构造第e个设备的设备指纹；其中，g的取值为1～G，e的取值为1～E，b的取值为为所述正常样本集合中所有正常样本接收到的AP总数；滤除接收率小于接收率阈值P_th的AP后根据所述正常样本集合构造第e个设备的设备指纹为：其中，为滤除接收率小于接收率阈值P_th的AP后正常样本集合中所有正常样本接收到的AP总数，r_ec为第e个设备在栅格Grd_g中所接收到的第c个AP的信号强度，c的取值为(5)设备指纹插值步骤：对于第g个栅格Grd_g，基于其邻近栅格中的设备指纹，针对每一个设备的设备指纹中包含的每个AP，采用指纹曲面拟合技术构造一个局部连续的无线电地图，在该无线电地图中计算所述栅格Grd_g的中心坐标(X_g，Y_g)处的拟合信号强度大小，从而得到所述栅格Grd_g中的多个设备指纹；其中，g的取值为1～G；(6)设备指纹校准步骤：在每个栅格内，根据各个设备指纹中AP集合的交集的平均计算每个设备的校准因子，并根据所得的校准因子计算设备相对于其他设备未接收到的AP的信号强度；其中，第g个栅格Grd_g内第e个设备的校准因子为Δ_e；其中，g的取值为1～G，e的取值为1～E；(7)栅格指纹获取步骤：在每个栅格内，根据所有已校准的设备指纹，构造栅格指纹；其中，第g个栅格Grd_g的栅格指纹为其中，r_gq为第g个栅格内每个设备接收的第q个AP信号强度的算术平均值，且q的取值为1～N_g，N_g为第g个栅格中保留的AP的数量，g的取值为1～G。