1.一种基于iBeacon指纹库的室内定位方法,其特征在于,包含以下具体步骤:步骤1:安装iBeacon及标定参考指纹点位置;
步骤2:采集各参考指纹点的指纹信息并利用GM(1,1)(Gray Model,灰色模型)进行数据预处理;
步骤3:重构高密度的离线指纹库;将拟合得到的RSS求均值后,建立指纹点并构建成离线指纹库,按照IDW插值的方式重构高密度的离线指纹库,依照采集的指纹点的部署方式,插入点选择4个近邻指纹点进行预测;
步骤4:使用WKNN完成在线定位匹配;WKNN通过计算实时采集的RSS和指纹点的欧几里得距离(也称欧式距离),找到欧式距离最近的k个指纹点,采用欧式距离的n次方的倒数定权,将k个指纹点的加权质心作为未知点的坐标。
2.根据权利要求1所述的一种基于iBeacon指纹库的室内定位方法,其特征在于,所述的步骤1中iBeacon的部署高度为2.6±0.1米,部署间距为5‑10米,部署时应尽量避开强磁、强电、障碍物;参考指纹点稀疏的标定在室内定位区域,以3±0.5平方米的密度均匀标定,但具体密度应结合实地情况而定。
3.根据权利要求1所述的一种基于iBeacon指纹库的室内定位方法,其特征在于,所述的步骤2中利用GM(1,1)模型进行预处理的过程包含以下具体步骤:(0)
步骤2.1对一组RSS数据值从小到大排列,构成原始数列RSS :(0) (1)
步骤2.2对RSS 进行数据累加得到新数列RSS ,如式(1)所示:式(1)中,
步骤2.3计算紧邻均值,如式(2)所示:步骤2.4建立GM(1,1)拟合模型,进而得到预测后的RSS,拟合模型如式(3)所示:式(3)中, 为灰导数,a和u为要获取的关键系数;其中,a为发展系数,u为灰作用量,可由最小二乘法求得a和u,最小二乘法计算式如式(4)所示;
T T ‑1 T
[a,u]=(BB) BY (4)式(4)中, 响应函数计算式如式(5)所示;
式(5)中, 为 的估计值, 为 的估计值,即预测的RSS;
(0)
步骤2.5优化验证;对求得的预测数列使用方差比C检验和小误差概率p检验,RSS 为(0)
原始数列, 是模型预测数列,ε 为残差数列,各数列的均值和方差如式(6)所式;
式(6)中,定义方差比 小误差概率 通常C<0.35,p>0.95精度等级最高。
4.根据权利要求1或权利要求3所述的一种基于iBeacon指纹库的室内定位方法,其特征在于,所述的步骤2中以2秒的短时采集方式,采集各参考指纹点上的指纹信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于iBeacon指纹库的室内定位方法,其特征在于,所述的步骤3中采用IDW插值法重构高密度指纹库的具体过程如下:给定待插入点F0的坐标(x0,y0),找到距待插入点最近的4个参考指纹点Fi(其中,i=1,
2,3,4),则待插入点F0的属性值计算式如式(7)所示;
上式中,xi、yi分别表示近邻指纹点Fi的横纵坐标,R(Fi)为近邻指纹点Fi的属性值,λi(i*
=1,2,3,4)是R(Fi)的权值,R(F0)为求得的待插入点的属性值。
6.根据权利要求1所述的一种基于iBeacon指纹库的室内定位方法,其特征在于,所述的步骤4中将k个指纹点的加权质心作为未知点的坐标,计算式如式(10)所示:式(10)中,(x,y)iBeacon表示未知点的坐标,Di表示实时采集的RSS到第i个指纹点的欧氏距离,(xi,yi)表示第i个指纹点的坐标。