室内环境下基于加权生成树的WLAN定位平滑稳定的方法

摘要

本发明公开了一种室内环境下基于加权生成树的WLAN定位平滑稳定方法，在每个定位周期中，系统搜集各无线接入点测量的移动节点的信号强度，以此计算移动节点在各区域的比对概率，然后计算连续几个定位周期内的平均比对概率。系统以上一周期定位区域为根，根据区域连通关系构建广度优先生成树，除根节点区域外每个区域的累计概率是以该区域为根的子树上所有区域的平均比对概率之和。当某区域的累计概率大于给定阈值时，就将移动节点定位到该区域。本发明中的概率计算方法综合考虑了信号不稳定因素与区域间的连通关系，提高了定位精度，极大地减少了定位过程中常见的跳跃现象。

主权项

一种室内环境下基于加权生成树的WLAN定位平滑稳定方法，采用的无线局域网络WLAN包括若干个已知自身物理位置信息的无线接入点AP和若干个移动节点，所述移动节点周期性地发送信号探测包，所述无线接入点根据接收到的信号探测包获取移动节点的接收信号强度指示RSSI信息，定位服务器综合各AP信息，计算出移动节点的定位位置，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）在实际定位环境下，根据需要将地图划分为有代表性的区域，根据区域之间的连通关系建立一个区域连通图，其中区域作为图结构中的顶点，若两个区域在实际中是相邻连通的，则区域连通图中它们之间有边相连；（2）在各区域中心放置移动节点，保持其位置不变，各AP采集一段时间的RSSI测值，统计得到各区域的RSSI特征；（3）在每个定位周期中，搜集各AP对移动节点的RSSI测值，通过与各区域的RSSI特征进行比对计算，获得移动节点位于各个区域的比对概率；然后计算最近W个周期比对概率的均值，记为平均比对概率；（4）以上一周期定位区域为根依据广度优先方法构建生成树T，在生成树上按如下规则获得各区域累计概率：根节点区域的累计概率为其平均定位概率，其余各区域的累计概率是以该区域为根的子树上所有区域的平均比对概率之和；（5）若存在一个或多个区域的累计概率大于给定阈值，选取离根节点最远的区域作为移动节点定位显示区域；否则，显示位置不变；所述方法步骤（3）中移动节点位于各个区域的比对概率按照如下步骤获得：假设地图被划分为n个区域，区域编号为1～n，布置了m个AP，AP编号为1～m；某定位周期内，记无线接入点AP_i测得移动节点的RSSI值为x_i，设AP_i测得移动节点在区域j内的RSSI值符合正态分布那么根据RSSI值x_i可得到移动节点位于区域j的概率P_ij：$P_{\mathrm{ij}}=\frac{1}{{\sigma }_{\mathrm{ij}}\sqrt{2\pi }}{e}^{-\frac{(x_i-{\mu }_{\mathrm{ij}})}{{2\sigma }_{\mathrm{ij}}^2}}---\left(1\right);$其中均值μ_ij与方差σ_ij可通过在区域j内用AP_i采集一段时间移动节点的RSSI测值然后统计的方法获得；j为区域编号；i为AP编号；其中μ_ij为均值，σ_ij为方差；若共有s个AP测得移动节点的RSSI值，则移动节点位于区域j的联合概率P_j为：$P_j=\underset{k=1}{\overset{s}{\Pi }}{P}_{i_{k}j}---\left(2\right);$移动节点位于区域j的比对概率p_j为各区域联合概率的归一化结果，即：$p_j=\frac{P_j}{\underset{k=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_k}---\left(3\right);$根据最近W个周期的比对概率来计算移动节点在t时刻位于各区域的平均比对概率${\bar{p}}_j\left(t\right)=\underset{k=0}{\overset{W-1}{\Sigma }}{p}_j(t-k)/W---\left(4\right).$