基于WiFi众包样本的室内指纹地图构建方法研究

发布时间：2020-06-12 13:17

【摘要】：随着互联网技术的不断发展,以及智能设备的普及,室内位置信息起着越来越重要的作用。室内定位技术得到了广泛的研究,研究者们提出了各种基于不同技术的定位方案。其中,基于WiFi指纹的室内定位技术又是研究的热点。为了减轻或消除基于WiFi指纹定位技术中传统构造指纹地图的负担,本文首先提出了基于轻量级现场勘测的指纹地图构建方案。该方案基于多项式拟合、虚拟信源拟合和高斯过程回归这三种模型生成的虚拟指纹,并采用三层定位方法进行定位。接着还提出了基于众包样本的室内指纹地图构建方案,该方案是为了解决基于众包样本构建指纹地图中不准确的众包样本标注、不相等的样本维度、样本不均匀的空间分布及测量设备异构性问题。针对上述问题,分别提出了异常样本检测与剔除、AP选择、指纹插值和设备校准。最后,针对上述所提出的两个方案,我们分别在不同的场景中采集WiFi数据,利用实测数据验证本文提出的方案。实验结果证明,本文提出的基于虚拟指纹的三层定位方案中,采用虚拟指纹不仅可以减少训练指纹的数量,同时还能提高定位准确度;在基于众包样本的室内指纹地图构建方案中,所提出的地图构建方案是有效的,且在定位准确度方面有一定提高,定位准确度可达到1.5米左右。
【图文】：

曲面图,多项式拟合,曲面

q) = (4,4) d. (p,q) = (5,5)图 3-1.当取(p,q)取不同值时，多项式拟合曲面3.3 虚拟信源拟合3.3.1 虚拟信源拟合研究现状国内外对虚拟信源拟合在室内定位中的应用有一定的研究，文献[63]提出利用较少的参考点指纹来估计虚拟 AP 的参数，包括 AP 的虚拟坐标、AP 的虚拟发射功率和信号衰减系数。文献[64]提出利用标注不准的样本的加权质心评估 AP 位置，，采用递归贝叶斯方法评估信号发射功率与路径损失指数所服从高斯分布的参数。但在该文章中假设只有一个 AP，且假设参数都服从高斯分布。3.3.2 虚拟信源拟合介绍无线电传播模型可表示为： 2

曲面图,曲面,拟合,子区域

，同样可以对 ( )分别求的偏导从而拟合在室内定位中的应用 AP，参考点坐标对应于输入样本，所有参考点上即训练样本可以表示为 = (( ) ) ( ) ( ) 虚拟 AP 的坐标 = ( Λ Λ)，取 1 米，则信号传播 = √( Λ) ( Λ) 参数包括虚拟 AP 坐标( Λ Λ)、发射信号强度和路限定在子区域范围内，认为是该子区域中的虚拟 AP；为[1,6]。区域实测的 221 个均匀分布的指纹，对其中的一个如图 3-2 所示。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN92

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