[发明专利]基于滑动时间窗的WLAN室内WKNN跟踪方法

摘要

基于滑动时间窗的WLAN室内WKNN跟踪方法，它涉及模式识别领域，它解决了现有的WLAN室内跟踪方法中，因终端采样速率限制和运动状态不易得到等因素所造成的估计轨迹不平滑，即估计位置坐标抖动剧烈的问题。本发明首先采集信号样本并建立相应的位置指纹数据库；然后根据新采集的信号样本，利用WKNN定位法，实时得到终端的预估计位置坐标、运动速率和不同时刻的置信区域；再根据前向滑动时间窗门限、后向滑动时间窗门限和相应的置信区域，剔除预估计位置集里与邻近时刻位置点比较，信号强度变化突兀的错误预估计位置点；最后，按时间先后顺序连接最终估计位置点，得到对终端的平滑估计运动轨迹。本发明适用于室内跟踪定位。

主权项

1.基于滑动时间窗的WLAN室内WKNN跟踪方法，其特征在于它的跟踪过程为：步骤一：在WLAN目标终端室内定位区域内均匀设置N_RP个参考点，并在所述室内定位区域中布置N_c个接入点AP，使得所述每个参考点均至少采集到来自一个接入点AP的信号强度RSS值；步骤二：选取一个参考点为坐标原点O建立二维直角坐标系，获得N_RP个参考点在该二维直角坐标系中的坐标位置，并依据每一个参考点的坐标位置和所述每一个参考点采集到的来自每一个接入点AP的信号强度RSS值建立位置指纹数据库；步骤三：在线实时获取目标终端在u时刻的预估计位置坐标CI(u)和所述目标终端在u-v时刻的最终估计位置CR(u-v)，进而获取所述目标终端的平滑估计运动轨迹，具体为：步骤三一：初始化变量：u＝1，v＝1，第一计数器k₁＝0，第二计数器k₂＝0，前向滑动时间窗门限W_F＝3，后向滑动时间窗门限W_B＝3，CR(0)＝CI(1)且r(0)＝0；步骤三二：在WLAN目标终端室内定位区域内，获取目标终端在u时刻采集的来自每一个接入点AP的信号强度RSS值，利用WKNN定位法计算所述目标终端在u时刻的预估计位置坐标CI(u)，所述WKNN定位法为：Di=Σi=1NRP|Snew-Spre,i|2,i=1,2,...,NRPSnew=(Snew,1,...,Snew,Nc),Spre,i=(Spre,i,1,...,Spre,i,Nc)ΓD={Di,i=1,...,NRP},Ψk={Rj=(xj,yj):Dj∈Φk(ΓD),j=1,...,k}CI(u)=(x*,y*)=Σj=1kωjRj=(Σj=1kωjxj,Σj=1kωjyj),ωj=1|Spre,j-Snew+η|Σm=1k1|Spre,m-Snew+η|]]>其中，S_new表示目标终端采集的信号强度均值矢量，S_pre，i表示第i个参考点采集的信号强度均值矢量；S_new，n表示目标终端采集的来自第n个接入点AP_n的信号强度均值，S_pre，i，n表示第i个参考点采集的来自第n个接入点AP_n的信号强度均值，n＝1，…，N_c，R_j表示第j个参考点的二维平面坐标，x_j表示第j个参考点的X方向坐标，y_j表示第j个参考点的Y方向坐标，Φ_k(Γ_D)表示集合Γ_D中按升序排列的前k个元素，x^*表示目标终端在u时刻的预估计位置坐标CI(u)的X方向坐标，y^*表示目标终端在u时刻的预估计位置坐标CI(u)的Y方向坐标，η＝0.0001；步骤三三：根据目标终端在u-v时刻的最终估计位置CR(u-v)，进而获取所述目标终端在u时刻的以CR(u-v)为中心且以r(u，v)为半径的圆形置信区域S[CR(u-v)，r(u-v)]，所述其中，表示目标终端的估计速率；步骤三四：判断目标终端在u时刻的预估计位置坐标CI(u)是否属于置信区域S[CR(u-v)，r(u-v)]，如果是，则执行步骤三五，否则执行步骤三六；步骤三五：令CF(u)＝CI(u)，且进行一次迭代使k₁＝k₁+1，进而判断k₁是否大于前向滑动时间窗门限W_F，如果是，则令CR(u-v)＝CF(u-W_F)，并执行步骤三八，否则进行一次迭代使k₁＝k₁-1，u＝u+1，返回步骤三二；步骤三六：令CB(u)＝CI(u)，且进行一次迭代使k₂＝k₂+1，进而判断k₂是否大于后向滑动时间窗门限W_B，如果是，则执行步骤三七，否则进行一次迭代使k₂＝k₂-1，v＝v+1，返回步骤三二；步骤三七：获取目标终端在u-W_B+1时刻的预估计位置CB(u-W_B+1)及置信区域S[CR(u-W_B)，r(u-W_B)]，并判断所述目标终端在u-W_B+1时刻的预估计位置CB(u-W_B+1)是否属于置信区域S[CR(u-W_B)，r(u-W_B)]，如果是，则令CR(u-v)＝CB(u-W_B)，并执行步骤三八，否则进行一次迭代使u＝u+1，返回步骤三二；步骤三八：依据CR(u-v)获取目标终端在u时刻前的连续v时间内的最终估计位置CR(u-v)＝(x_u-v，y_u-v)的位置离散度判断所获取的D(u-T_v)是否小于位置离散度门限D_T，如果是，则执行步骤三九，否则进行一次迭代使u＝u+1，返回步骤三二；步骤三九：终止跟踪，并按照时间先后顺序连接最终估计位置，以获取目标终端的平滑估计运动轨迹。