[发明专利]基于稀疏信号指纹数据库的室内定位方法

摘要

本发明提供一种基于稀疏信号指纹数据库的室内定位方法，通过引入局部高斯过程，并对现有的KWNN算法进行改进，提高了基于少量参考点的室内定位方法的定位精度。

主权项

1.一种基于稀疏信号指纹数据库的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S100：采集所有参考点的信息指纹，构建含有所述信号指纹的参考点指纹训练数据库DBtr；步骤S200：生成大量均匀分布、覆盖整个待定位区域的虚拟参考点，构建由所述虚拟参考点构成的虚拟指纹数据库DBvr；步骤S300：基于局部高斯过程估计所述虚拟指纹数据库DBvr中所述虚拟参考点所能接收到的无线热点信号强度，并构建虚拟指纹数据库DBvr；步骤S400：基于所述虚拟指纹数据库DBvr通过IKWNN算法，对所述虚拟参考点的坐标进行位置估计；步骤S400包括以下步骤：步骤S410：在任意待确定位置的未知点测量到一组无线热点信号强度，计算所测量到的信号强度与虚拟指纹数据库DBvr中任意虚拟参考点n的信号强度之间的距离dt,n，按照公式(5)计算：其中，为任意待确定位置的未知点处的一组无线热点信号与虚拟指纹数据库DB^vr中任意虚拟参考点n之间的信号距离，为任意待确定位置的未知点处的一组无线热点信号与虚拟指纹数据库DB^vr中任意虚拟参考点n之间的坐标方差距离；假设用户在时刻t，某点处测量得到的RSS向量为RSS_t，RSS_t＝{RSS_t,i,i＝1,2,…,a}，其中RSS_t,i表示t时刻接收到第i个热点的信号强度值；其中，是虚拟参考点n对应于接入点i的无线热点信号强度，q为可调参数，表示用户t时刻在虚拟参考点n测量到的第i个无线热点信号强度；其中，σn,i是信号强度估计方差，采用公式(3)计算，q为可调参数，信号强度估计方差表示为：其中，k(x*,x*)＝k(ci,cj)，k*表示点c*与k个临近参考点之间的相关性，I为单位对角矩阵；步骤S420：根据公式(5)～(7)计算任意未知点测量到一组信号强度与虚拟指纹数据库DBvr中所有虚拟参考点对应的信号强度之间的距离；选择所得距离结果中最小的m个参考点，采用加权平均计算接入点处的用户位置：其中，为所选择的m个参考点中第j个参考点的坐标，为归一化后m个参考点的权重，其中，p为可调参数，表示任意未知点测量到的无线热点信号与所选择的m个参考点中第j个参考点的距离，采用公式(5)进行计算；表示在任意未知点处测量得到的无线热点信号与所选择的m个参考点中第i个参考点的距离，采用公式(5)进行计算。