恭喜南京信息工程大學宋小凡獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜南京信息工程大學申請的專利一種基于區域Ap最優組合的高精度定位方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119155793B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411623749.1,技術領域涉及:H04W64/00;該發明授權一種基于區域Ap最優組合的高精度定位方法及系統是由宋小凡;張治中;葛樸;謝亞琴;劉利蘭設計研發完成,并于2024-11-14向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于區域Ap最優組合的高精度定位方法及系統在說明書摘要公布了:本發明提供一種基于區域Ap最優組合的高精度定位方法及系統,先確定目標區域的外切最小矩形區域,記為最大劃分區,在離線階段,每個有效Ap周期性地接收所有Rp的RSSI,對接收到的RSSI數據采用X分數去離群點法進行預處理構成總離線指紋數據庫;選定每個子指紋數據庫包含的Ap數量,從總離線指紋數據庫中提取子指紋數據庫,利用MAGS算法對最大劃分區進行區域劃分,通過RAC算法確定各劃分子區域的最佳Ap組,從而完成劃分子區域的定位。本發明減少了不必要的Ap部署,增強了對于環境變化的魯棒性,在提升定位精度的同時,大大減少了時間、人力、物力上的開支。
本發明授權一種基于區域Ap最優組合的高精度定位方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于區域Ap最優組合的高精度定位方法,其特征在于,包括以下步驟:(1)確定目標區域的外切最小矩形區域,并記為最大劃分區,最大劃分區中可檢測到的信號發射裝置Ap共N個;(2)在離線階段,每個Ap周期性地接收所有參考點Rp的接收信號的強度指示RSSI,對接收到的RSSI數據進行預處理構成總離線指紋數據庫;采用X分數去離群點法對接收到的RSSI數據進行預處理:(21)在離線階段,每個Rp以固定時間間隔對最大劃分區中可檢測到的N個Ap處發出的RSSI進行采樣,以m+2次采樣為一個采樣周期,采集若干個周期的數據,m為正整數;(22)對于其中一個周期n,先計算第i個Rp在周期n中每次采樣RSSI數據的均值,再利用均值計算第i個Rp在周期n中RSSI數據的離散程度值,利用均值和離散程度值計算第i個Rp在周期n中每次采樣的X分數,將周期n中每個Ap下的m+2個數據中X分數最低的兩個數據剔除,將剩下的m個數據取均值,完成預處理;(23)重復步驟(22),得到所有Rp預處理后的RSSI數據,構成總離線指紋數據庫;所述離散程度值的計算公式為: ,式中:表示第i個Rp在周期n中采集的第h個Ap的RSSI數據的離散程度值;表示第i個Rp在周期n中采集到的第h個Ap在第k次采樣處的RSSI數據,表示第i個Rp在周期n中采集到的第h個Ap的RSSI數據的均值;m+2為一個周期內的采樣次數;所述X分數的計算公式為: ,式中:為第i個Rp在周期n中采集到的第h個Ap在第k次采樣處的RSSI數據的X分數,表示第i個Rp在周期n中采集到的第h個Ap在第k次采樣處的RSSI數據,表示第i個Rp在周期n中采集到的第h個Ap的RSSI數據的均值,表示第i個Rp在周期n中采集的第h個Ap的RSSI數據的離散程度值;(3)選定每個子指紋數據庫包含的Ap數量,從步驟(2)得到的總離線指紋數據庫中提取子指紋數據庫,Ap數量范圍為3個至N個;(4)在離線階段,利用MAGS算法對最大劃分區進行區域劃分,通過RAC算法確定各劃分子區域下的若干個最佳Ap的組合,記為最佳Ap組,得到若干個劃分子區域及每個劃分子區域對應的最佳Ap組合,提取最佳Ap組合對應的子指紋數據庫,通過Weightedk-NearestNeighbors定位算法完成所有劃分子區域的定位;MAGS算法具體為:(41)根據最大劃分區的面積,將所有Rp均勻分布排列,并將最大的單Rp外接圓面積設置為最小定位劃分區,將最大劃分區沿對角線劃分為4個三角形的劃分子區域;(42)通過RAC算法確定各劃分子區域下的3個最佳Ap的組合,記為最佳Ap組,使用最佳Ap組所對應的子指紋數據庫對劃分子區域進行定位,定位精度達到設置閾值的劃分子區域不再進行進一步的區域劃分,記錄下該劃分子區域及對應的最佳Ap組合,提取相應的子指紋數據庫,通過Weightedk-NearestNeighbors定位算法完成該劃分子區域的定位;將定位精度未達到設定閾值的劃分子區域進一步劃分為4個等面積的三角形劃分子區域;(43)重復步驟(42),直至定位精度達到設定閾值,記錄下劃分子區域及對應的最佳Ap組合,提取相應的子指紋數據庫,通過Weightedk-NearestNeighbors定位算法完成該劃分子區域的定位,或者最終得到的劃分子區域達到最小定位劃分區仍無法達到定位精度設定閾值;(44)對于通過劃分無法達到定位精度設定閾值的劃分子區域,增加最佳Ap組中的Ap數量,重復步驟(42)和步驟(43),直至定位Ap組中包含N個Ap且最終得到的劃分子區域達到最小定位劃分區,記錄下定位精度達到設定閾值的劃分子區域及對應的最佳Ap組合,提取相應的子指紋數據庫,通過Weightedk-NearestNeighbors定位算法完成該劃分子區域的定位;所述RAC算法具體為:對于1個劃分子區域,求出所有Ap對應的穩定度指標ST和所有Ap對應的信息量指標IH,進而求出所有Ap對應的可靠度指標RAC: ,式中:RAC為可靠度指標,ST為穩定度指標,IH為信息量指標;當需要劃分子區域內的k個最佳Ap的組合時,則從所有Ap中選出可靠度指標RAC最大的k個Ap作為最佳Ap組;所述穩定度指標ST計算公式為: , ,式中:為劃分子區域m上第s個Ap的穩定度指標ST,為Rp的總數量,為loc算子,表示將后續數組從小到大排序,選擇其中第z個元素的值,若z非整數,取相近的兩個整數序數對應的元素和的一半,X為第X個采樣周期,為劃分子區域m中第i個Rp處第n個采樣周期第s個Ap的RSSI數據;所述信息量指標IH公式為: ,式中:表示劃分子區域m中第s個Ap的信息量值,為劃分子區域m中第k個Rp處第s個Ap的RSSI數據在X個采樣周期上的均值,為劃分子區域m中第l個Rp處第s個Ap的RSSI數據在X個采樣周期上的均值,為Rp的總數量。
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