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基于改进AP选择的融合随机森林室内定位算法

牟平 凌铭 胡锐

牟平, 凌铭, 胡锐. 基于改进AP选择的融合随机森林室内定位算法[J]. 全球定位系统, 2021, 46(5): 33-38. doi: 10.12265/j.gnss.2021042101
引用本文: 牟平, 凌铭, 胡锐. 基于改进AP选择的融合随机森林室内定位算法[J]. 全球定位系统, 2021, 46(5): 33-38. doi: 10.12265/j.gnss.2021042101
MU Ping, LING Ming, HU Rui. Indoor location algorithm based on improved AP selection and random forest fusion[J]. GNSS World of China, 2021, 46(5): 33-38. doi: 10.12265/j.gnss.2021042101
Citation: MU Ping, LING Ming, HU Rui. Indoor location algorithm based on improved AP selection and random forest fusion[J]. GNSS World of China, 2021, 46(5): 33-38. doi: 10.12265/j.gnss.2021042101

基于改进AP选择的融合随机森林室内定位算法

doi: 10.12265/j.gnss.2021042101
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(61272097);上海市科技学术委员会重点项目(18511101600);上海市自然科学基金项目(17ZR1411900);上海市信息安全综合管理技术研究重点实验室项目(AGK2015006);上海高校青年教师培养资助计划项目(ZZGCD15090)
详细信息
    作者简介:

    牟平:(1995—),男,硕士研究生,研究方向为信号处理

    凌铭:(1967—),男,工学博士,研究员,主要从事检测技术方面研究

    胡锐:(1996—),男,硕士研究生,研究方向为室内定位

    通讯作者:

    牟平 E-mail:mupings@126.com

  • 中图分类号: TP393

Indoor location algorithm based on improved AP selection and random forest fusion

  • 摘要: 针对复杂室内环境下接收信号强度(RSS)值和维度发生变化的问题,提出一种改进的接入点(AP)选择方法并融合随机森林(RF)分类算法进行实时室内定位. 在离线阶段应用改进的AP选择方法,并使用AP的RSS数据方差以及AP出现频率来衡量AP稳定性并选取前m个稳定的AP. 在处理方差时会经拉普拉斯平滑,以避免出现方差为0的情况,并以此构建初步的指纹数据库;在在线阶段利用集成学习中的RF来对分类结果进行投票表决得到最终位置信息,并将改进后的算法同传统RF,改进后的AP选择融合加权的K近邻算法(WKNN)以及基于信息增益(IG)的AP选择算法加随机森林相比较. 实验结果表明:文中所提出的方法在定位误差方面较其他三个算法分别下降29.3%、23.2%、17.2%,同时在定位时间方面也有提升.

     

  • 图  1  室内定位整体流程

    图  2  改进AP算法流程

    图  3  RF算法

    图  4  测试区域结构

    图  5  四种不同算法的平均定位误差

    图  6  各种算法的定位误差累积概率分布

    图  7  各个算法的定位时间

    表  1  实验采集的部分RSS数据 dBm

    定位区域部分定位指纹数据
    坐标1处的RSS数据−90,−88,−92,−96,−89,−90,−92,−85,−96,
    −97,−99,−100,−97,−99,−92,−89,−80,−87,
    −80,−84,−72,−77,−76,−83,−77,−73,−70,
    −56,−65,−79,−66,−50,−49,−66,−59,−60,
    −52,−57,−59,−54,−54,−60,−80,−85,−85,
    −94,−74,−85
    坐标2处的RSS数据−72,−70,−69,−75,−74,−80,−67,−73,−83,
    −80,−81,−81,−85,−87,−79,−94,−93,−80,
    −90,−88,−73,−89,−84,−84,−92,−95,−67,
    −60,−72,−68,−64,−88,−82,−76,−89,−84,
    −76,−75,−89,−82,−84,−75,−73,−71,−79,
    −70,−78,−69,−78,−75
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  • 收稿日期:  2021-04-21
  • 网络出版日期:  2021-11-02

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