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一种基于智能手机四向RSS指纹的室内定位方法

俞佳豪 余敏

俞佳豪, 余敏. 一种基于智能手机四向RSS指纹的室内定位方法[J]. 全球定位系统, 2021, 46(5): 48-54. doi: 10.12265/j.gnss.2021031501
引用本文: 俞佳豪, 余敏. 一种基于智能手机四向RSS指纹的室内定位方法[J]. 全球定位系统, 2021, 46(5): 48-54. doi: 10.12265/j.gnss.2021031501
YU Jiahao, YU Min. An indoor location method based on smart phone's RSS fingerprint in four directions[J]. GNSS World of China, 2021, 46(5): 48-54. doi: 10.12265/j.gnss.2021031501
Citation: YU Jiahao, YU Min. An indoor location method based on smart phone's RSS fingerprint in four directions[J]. GNSS World of China, 2021, 46(5): 48-54. doi: 10.12265/j.gnss.2021031501

一种基于智能手机四向RSS指纹的室内定位方法

doi: 10.12265/j.gnss.2021031501
基金项目: 国家重点研发计划 (2016YFB0502204)
详细信息
    作者简介:

    俞佳豪:(1996—),男,硕士研究生,研究方向为无线传感网络

    余敏:(1964—),女,博士生导师,教授,研究方向为无线传感网络

    通信作者:

    余敏 E-mail:myu821@163.com

  • 中图分类号: P228

An indoor location method based on smart phone's RSS fingerprint in four directions

  • 摘要: 针对传统位置指纹匹配算法只能表征单一维度指纹点特征的问题,提出了一种基于智能手机四向接收信号强度(RSS)指纹的室内定位方法. 该方法通过离线阶段的数据采集、特征提取、接入点(AP)权重分配三个步骤提取了更丰富的指纹点信息,在线阶段使用改进的K最近邻(KNN)分类算法将测试点与指纹点匹配. 在操作系统版本为Android 10的智能手机上使用蓝牙传感器进行实验验证,随机选取30个测试点,得到的实验结果表明:1)四向RSS指纹优于传统的单向RSS指纹,在相同的实验条件下使用四向RSS指纹最高可降低13.4%的定位误差;2)使用四向RSS指纹结合提出的算法,平均定位误差在1.61 m,且响应时间在毫秒级.

     

  • 图  1  基于智能手机蓝牙传感器四向RSS指纹的室内定位方法整体流程

    图  2  实验场景示意图

    图  3  指纹库中的指纹数据IQR直方图

    图  4  指纹库中的指纹数据标准差直方图

    图  5  不同滤波算法下的平均定位误差

    图  6  各方案在不同K值下的平均定位误差

    图  7  累计误差分布图

    表  1  简化后的模糊规则表

    IQRSmallerSmallMedBigBiggerNoise
    Std-DevSmallerSmallMedBigBiggerNoise
    经典权重10.8000.6000.4000.2000
    改进后的权重10.9350.5260.2830.0470.001
    下载: 导出CSV

    表  2  各方案下的平均定位误差对比 m

    方案K=3K=4
    单向KNN1.941.92
    单向WKNN2.072.14
    四向KNN1.681.76
    四向WKNN1.831.94
    本文算法1.711.61
    下载: 导出CSV

    表  3  本文算法与经典算法的运行时间对比 ms

    算法算法平均耗时
    传统NN算法1.4
    传统KNN算法1.5
    传统加权KNN算法1.7
    四向最近邻算法4.9
    四向KNN算法5.1
    四向加权KNN算法5.4
    本文四向算法5.1
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-15
  • 网络出版日期:  2021-11-02

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