[发明专利]基于室内声音定位的轨迹隐私保护方法及系统

权利要求书

1.一种基于室内声音定位的轨迹隐私保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

(一)用户提出定位或者导航请求；

(二)控制计算机收集时间戳用于计算定位点，并且室内地图推荐路线；

(三)收集离散定位点信息，形成轨迹，对用户隐私轨迹进行保护。

2.如权利要求1所述的基于室内声音定位的轨迹隐私保护方法，其特征在于，所述步骤(二)包括以下分步骤：

(1)确定定位信息，需要至少4个超声波接收器接收超声波信号并计时，得到超声波到达各个超声波接收器的时间，运用时间差来计算各个超声波发射器的位置，具体过程如下：

根据TDOA三维定位的方法，定位位置的坐标设为(x,y,z),四个超声波接收器的坐标依次为(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)、(x₄,y₄,z₄)，满足以下式：

上式中，t为超声波从发送到各个超声波接收器的时间；

由式(1)至式(4)，得出用户端的定位信息；

(2)根据室内地图推荐路线

对室内控制计算机输入物体定位信息，利用机器学习中的监督学习原理，规划各楼层内各个房间接收器之间的路径，将路径信息输入室内控制计算机，利用算法预测出最正确的路径，具体过程如下：

在给定了数据集的情况下，根据所给数据拟和出最接近的函数关系式：

h_θ(x)＝θ₀+θ₁x (5)

上式中，θ₀与θ₁分别代表着函数的两个未知系数；

经过学习算出最小的θ₀与θ₁，得出最接近数据的图上关系：

代价函数：

运用梯度下降得到最小化的代价函数：

由此得到：

得出最小的θ₀与θ₁，预测出最准确的轨迹，确定推荐路线。

3.如权利要求1或2所述的基于室内声音定位的轨迹隐私保护方法，其特征在于，所述步骤(三)包括以下分步骤：

(1)确定最合适的旋转角度

定义平均欧氏距离为：

dis_i,r表示的是第i个假轨迹与真实轨迹的距离；

假设旋转角度遵从高斯分布，定义第i个平均高斯距离为：

设定一个旋转角增量△，取值范围为(0，2π/k)，即旋转角度从零开始，依次分别为△，2△等直到2π/k，选取真实轨迹上的任意点旋转，每个不同的旋转角度都会产生多条假轨迹，计算每个旋转角度对应的平均高斯距离，得到最大的平均高斯距离时，即为最合适的旋转角度；

(2)得到K条假轨迹，得到旋转角度之后，选取真实轨迹上的任意K个点作为旋转点，旋转真实轨迹得到对应的K条假轨迹；

(3)根据背景信息调整假轨迹，预先将地图网格化，将不合理的地区如高高山、河流、大海用灰色网格表示，在得到假轨迹之后，拟合到网格地图上，以用户平均移动速度与两点间时间间隔乘积的一半作为圆的半径，以该不合理点所在网格作为圆心，搜索与之距离最近的合理点，将该合理点代替不合理点，得到调整之后的假轨迹；

(4)进行轨迹隐私保护

查询各个假轨迹上调整之后点的服务请求概率，如果某网格的服务请求概率与真实点的服务请求概率相差较大，可进一步调整该不合理点的位置，进而保证新的位置能够更好地保护用户隐私，抵御各种基于背景信息的攻击。