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专利号: 2024102717544
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、根据预设网格大小在定位区域布置信号接收机;

S2、基于预设时间间隔在信号接收机上采集可探测到的发射机信号,形成时间‑指纹矩阵;

S3、基于时间‑指纹矩阵做相似度分析,筛选得到有效接收机组成离线参考点集;

S4、基于时间‑指纹矩阵做RPCA指纹滤波处理得到滤波后的时间‑指纹矩阵;

S5、基于滤波后的时间‑指纹矩阵得到平均指纹集;

S6、基于不同信号接收机处的指纹信息经算法处理,得到定位区域对应的接入点集;

所述步骤S3具体为:基于时间‑指纹矩阵做相似度分析,筛选得到有效接收机组成离线参考点集;对所述矩阵中包含的所有时间间隔下的指纹向量做向量相似度分析,求得所述信号接收机上不同时间间隔下指纹向量的平均欧式距离比,第n个信号接收机在预设时间间隔内的平均欧式距离比,记作其中Ed(Ft(n,i),Ft(n,j))表示求在第i个时间间隔中第n个信号接收机处所接收到的指纹向量与在第j个时间间隔中第n个信号接收机处所接收到的指纹向量的欧氏距离;当平均欧式距离比小于预设阈值时,判定此参考点为有效参考点;否则判定此参考点为无效参考点:此参考点的指纹信息删除,不收集此参考点的位置信息和指纹信息到离线指纹集;经过上述筛选得到的所有有效参考点组成参考点集记作Q;

所述步骤S5具体为:基于步骤S4得到滤波后的时间‑指纹矩阵,第n个参考点对应的滤波后的时间‑指纹矩阵记作Ft′(n)还能够记作:则第n个信号接收机处的平均指纹向量记作f(n), f(n)的含义是:经

过滤波处理后的时间‑指纹矩阵对时间变量求均值得到第n个信号接收机处的平均指纹向量;记作 其中 表示第n个信号接收机处接收到的来自第j个信号发射机处的平均RSSI,N表示所述的定位区域中所有的接入点,Q为步骤S3所述离线参考点集;所述参考点集对应的平均指纹集表示为F,F=[f(1),f(2),...,f(n)];

步骤S6所述的算法具体为:对于步骤S3所述离线参考点集中所有有效参考点都会接收到接入点的RSSI;当接入点为j时,在所有有效参考点上的RSSI集表示为Fj,Fj=[fj(1),fj(2),…,fj(n),…,fj(N)],n∈Q,由接入点j在所有有效参考点上的RSSI集计算得到接入点j的离散程度指标Sd(j):其中 表示Fj向量中每一项的平均值,tQ表示Q集合的总数,NQ

表示Q集合中的参考点的最大索引数;将所有接入点处的指纹向量作上述处理,得到接入点离散程度指标集Sd=[Sd(1),Sd(2),…,Sd(n)],所述第j个接入点在所述定位区域中的所有有效参考点下的RSSI的平均值为E(j),则所有接入点在所述定位区域中的所有有效参考点下的RSSI的平均值集为E,E=[E(1),E(2),…,E(n)],定义RSSI的平均值集E和离散程度指标集Sd的哈达玛积为接入点可靠程度指标集,即R=[R(1),R(2),…,R(n)],将其中每个元素按照大小顺序从大到小排序得到接入点可靠程度顺序指标集Sd′=[Sd′(1),Sd′(2),…,Sd′(n)]和顺序指标集索引集Id=[Id(1),Id(2),…,Id(n)];其中Sd′(1)>Sd′(2)>…>Sd′(n),根据预设的定位信号发射机组的要求数,由前到后从顺序指标集索引集中筛选最可靠的接入点得到所选定位区域对应的接入点集记作AP_S。

2.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法,其特征在于,所述步骤S1具体为:根据预设网格大小在定位区域布置信号接收机,所述网格大小指在预设区域内根据定位精度要求在区域内筛选合适的隔间大小,在每个隔间中心点处放置信号接收机,隔间中心点的位置坐标即为信号接收机的位置坐标,第n信号接收机坐标记作:(xn,yn);在离线阶段,信号接收机采集到若干接入点下的RSSI向量,第n个接入点下的RSSI向量记作:式中,n表示所述定位区域中第n个信号接收机, 表示第n个信号接收机接收到的第N个接入点的接收信号强度指示。

3.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法,其特征在于,所述步骤S2具体为:基于预设时间间隔在信号接收机上采集可探测到的发射机信号,形成时间‑指纹矩阵;所述预设时间间隔记作ΔT;形成的不同信号接收机的时间‑指纹矩阵,第n个信号接收机在l个时间间隔后形成的N个接入点下的时间‑指纹矩阵,记作:其中n表示第n个信号接收机,N表示第N个信号发射机,l表示第l个时间间隔;其中第n个信号接收机在l个时间间隔下的时间‑指纹矩阵还能够记作:其中Ft(n;l)表示在第l个时间间隔中第n个信号接收机处所接收到的指纹向量。

4.根据权利要求1所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法,其特征在于,所述步骤S4具体为:基于步骤S3得到的参考点集,将所有的参考点对应的时间‑指纹矩阵做RPCA指纹滤波处理,滤除稀疏尖峰噪声,得到滤波后的时间‑指纹矩阵,其中第n个参考点对应的滤波后的时间‑指纹矩阵记作Ft′(n):

5.一种室内指纹定位接入点和参考点筛选系统,采用了如权利要求1‑4中任一项所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法,其特征在于,包括以下模块:RP信号数据接收模块:用于在所述定位区域内的所有离线参考点处接收各个时间间隔内来自所有可获得的接入点的RSSI,形成时间‑指纹矩阵;

数据汇聚传输模块:用于将接入点处获取的时间‑指纹矩阵数据通过有线或者无线传输模块传输至中央处理器模块;

中央处理器模块:包含信号接收机筛选模块、RSSI信号滤波处理模块和信号发射机筛选模块;其中,信号接收机筛选模块用于完成对信号接收机的筛选工作,筛除获取的指纹信息不可靠的信号接收机,得到所有有效参考点组成参考点集;RSSI信号滤波处理模块用于对时间‑指纹矩阵做稀疏尖峰噪声滤波处理,得到滤波后的时间‑指纹矩阵并完成对时间变量的累计平均得到平均指纹集;信号发射机初筛模块用于载入中央处理器计算获得的平均指纹集,通过内置算法处理,得到所选定位区域对应的接入点集;

基于时间‑指纹矩阵做相似度分析,筛选得到有效接收机组成离线参考点集;对所述矩阵中包含的所有时间间隔下的指纹向量做向量相似度分析,求得所述信号接收机上不同时间间隔下指纹向量的平均欧式距离比,第n个信号接收机在预设时间间隔内的平均欧式距离比,记作其中Ed(Ft(n,i),Ft(n,j))表示求在第i个时间间隔中第n个信号接收机处所接收到的指纹向量与在第j个时间间隔中第n个信号接收机处所接收到的指纹向量的欧氏距离;当平均欧式距离比小于预设阈值时,判定此参考点为有效参考点;否则判定此参考点为无效参考点:此参考点的指纹信息删除,不收集此参考点的位置信息和指纹信息到离线指纹集;经过上述筛选得到的所有有效参考点组成参考点集记作Q;

所有有效参考点都会接收到接入点的RSSI;当接入点为j时,在所有有效参考点上的RSSI集表示为Fj,Fj=[fj(1),fj(2),…,fj(n),…,fj(N)],n∈Q,由接入点j在所有有效参考点上的RSSI集计算得到接入点j的离散程度指标Sd(j):其中 表示Fj向量中每一项的平均值,tQ表示Q集合的总数,NQ

表示Q集合中的参考点的最大索引数;将所有接入点处的指纹向量作上述处理,得到接入点离散程度指标集Sd=[Sd(1),Sd(2),…,Sd(n)],所述第j个接入点在所述定位区域中的所有有效参考点下的RSSI的平均值为E(j),则所有接入点在所述定位区域中的所有有效参考点下的RSSI的平均值集为E,E=[E(1),E(2),…,E(n)],定义RSSI的平均值集E和离散程度指标集Sd的哈达玛积为接入点可靠程度指标集,即R=[R(1),R(2),…,R(n)],将其中每个元素按照大小顺序从大到小排序得到接入点可靠程度顺序指标集Sd′=[Sd′(1),Sd′(2),…,Sd′(n)]和顺序指标集索引集Id=[Id(1),Id(2),…,Id(n)];其中Sd′(1)>Sd′(2)>…>Sd′(n),根据预设的定位信号发射机组的要求数,由前到后从顺序指标集索引集中筛选最可靠的接入点得到所选定位区域对应的接入点集记作AP_S。

6.一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑4中任一项所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法。

7.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1‑4中任一项所述的一种室内指纹定位接入点和参考点筛选方法。