融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法
专利汇可以提供融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及室内 定位 技术领域，具体涉及融合地 磁场 与WIFI 信号 的室内定位方法。本发明的方法在离线 采样 阶段同时采集WIFI信号强度与 地磁场 信息样本上传至定位中心 数据库 ，在定位中心采用主成份分析方法进行数据特征融合分析，生成融合投影矩阵，利用投影矩阵对数据库内所有采样信息进行投影，得到融合样本。在线定位阶段利用融合投影矩阵对终端接收到的WIFI与地磁场强度信息向量进行投影，生成融合向量，利用融合向量与定位中心数据库中的融合样本进行比对，得到定位结果。本发明方法在现有的普通智能手机上实现融合WIFI与地磁场强度信息的准确定位。，下面是融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法专利的具体信息内容。
1.一种融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法，其特征在于：包括
步骤1：在WIFI环境下，采集每个采样点的WIFI信号和地磁信号，将每一采样点的WIFI信号与地磁信号归一化处理，使其值域在同一个区间上，将同一采样点归一化后的WIFI信号与地磁信号组合成归一化混合指纹向量；
步骤2：排除归一化混合指纹向量中相互干扰影响的数值分量，提取出有鉴别力的定位信息，将所有采样点的归一化混合指纹向量构成训练矩阵，对训练矩阵进行方差主成分分析，提取出训练矩阵的主特征向量构成投影矩阵，利用投影矩阵将每一采样点归一化混合指纹向量投影，得到每一采样点的融合向量，并将所有采样点的融合向量存储到数据库中；
步骤3：采集待定位点的WIFI信号和地磁信号，并将该待定位点的WIFI信号和地磁信号归一化处理，将归一化后的WIFI信号与地磁信号组合成待定位点的归一化混合指纹向量，再利用投影矩阵对该待定位点的归一化混合指纹向量投影，得到该待定位点的融合向量；
步骤4：遍历数据库中所有采样点的融合向量，找出与该待定位点的融合向量相似度最大的采样点，并将该采样点作为定位位置。
2.根据权利要求1所述的一种融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法，其特征在于：所述步骤1具体包括：
步骤11：在室内每隔一定距离进行均匀采样，并记录每一采样点Pi，i＝1,2,3,......,N，N为正整数的经纬度坐标位置、M个WIFI MAC ID无线网卡物理地址，M为正整数、m个WIFI信号强度xi，i＝1,2,3,......,m，m为正整数且m≤M，地磁场强度bi在X、Y、Z方向上的三个分量(bix,biy,biz)；
步骤12：将每一采样点Pi的m个WIFI信号强度xi采用公式 进行归一化处理，使每一WIFI信号强度xi的值域在[0,1]之间，信号强度xi最强为1，信号强度xi最弱为0，对接收不到信号的WIFI MAC ID对应WIFI信号强度xi设为0，构成一个M维WIFI指纹{x1,x2,x3,...,xM}，
步骤13：将每一采样点Pi的地磁场强度bi在X、Y、Z方向上的三个分量(bix,biy,biz)采用公式 进行归一化处理，使地磁场信号强度bi在X、Y、Z方向上的三个分量(bix,biy,biz)的值域分别都在[0,1]之间，信号最强为1，信号最弱为0，
步骤14：将归一化后的WIFI指纹{x1,x2,x3,...,xM}与归一化后的地磁场bi在X、Y、Z方向上的三个分量(bix,biy,biz)组成归一化混合指纹向量Pi＝{x1,x2,x3,...,xM,bix ,biy ,biz }T
并将该混合指纹向量上传到定位中心服务器，记录至数据库的原始数据表，步骤15：判断采样点Pi(i＝1,2,3,...,N，N为正整数)是否均匀遍布需要实现室内定位的区域，如果否则返回步骤11，如果是则执行步骤2。
3.根据权利要求1所述的一种融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法，其特征在于：所述步骤2具体包括：
步骤21：从原始数据表中取出N个归一化混合指纹向量Pi，i＝1,2,3,...,N，求平均向量步骤22：计算原始数据表中每一个归一化混合指纹向量Pi的差值向量
步骤23：将差值向量Pi'，i＝1,2,3,...,N构成差值矩阵A＝[P1',P2',…,P′N]，进而得到整个训练集的协方差矩阵C＝AAT；
步骤24：对协方差矩阵进行特征值分解，得到N个从大到小排序的特征值λ1,λ2,....,λN和对应的特征向量l1,l2,....,lN,特征值越大，表明采样数据在对应特征向量上的投影差别越大，这种差别是定位的依据，应该将这部分投影数值保留；特征值越小，表明采样数据在对应特征向量上的投影差别越小无法区分位置，这是WIFI与地磁信息受到干扰造或相互影响造成的，应该将这部分投影数值去除，执行步骤25；
步骤25：从N个特征值中从大到小取出K个特征值λ1,λ2,....,λK，使他们的总和大于N个特征值总和的90％，即满足 取其中λ1,λ2,....,λK对应的特征向量l1,
l2,....,lK为主特征向量，由主特征向量构成投影矩阵L＝[l1,l2,....,lK]，将投影矩阵存入投影矩阵缓存；
步骤26：利用投影矩阵对原始数据表中的所有归一化混合指纹Pi进行投影，得到融合向量Fi＝PiT·L，i＝1,2,3,...,N，将融合向量Fi记录进融合数据表。
4.根据权利要求1所述的一种融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法，其特征在于：所述步骤3具体包括：
步骤31：采集待定位点PD的M个MAC ID、m个WIFI信号强度xDi，i＝1,2,3,......,m，m为正整数且m≤M和地磁场强度bD在X、Y、Z方向上的三个分量(bDx,bDy,bDz)，步骤32：将待定位点PD的m个WIFI信号强度xDi采用公式 进行归一化处理，使WIFI信号强度xDi的值域在[0,1]之间，信号强度xDi最强为1，信号强度xDi最弱为0，生成一个M维WIFI指纹{xD1,xD2,xD3,...,xDM}，
步骤33：将待定位点PD的地磁场强度bD在X、Y、Z方向上的三个分量(bDx,bDy,bDz)采用公式 进行归一化处理，使地磁场信号强度bD在X、Y、Z方向上的三个分量(bDx,bDy,bDz)的值域分别都在[0,1]之间，信号最强为1，信号最弱为0，
步骤34：将归一化后的WIFI指纹{xD1,xD2,xD3,...,xDM}与归一化后的地磁场bD在X、Y、Z方向上的三个分量(bDx,bDy,bDz)组成待定位点归一化混合指纹向量D，并将该待定位点归一化混合指纹向量D上传到定位中心服务器，
步骤35：定位中心从投影矩阵缓存中取出投影矩阵L，对待定位点归一化混合指纹向量T
D进行投影，得到融合向量FD＝D·L。
5.根据权利要求1所述的一种融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法，其特征在于：所述步骤4具体包括：
步骤41：遍历数据库中所有采样点Pi，i＝1,2,3,...,N的融合向量Fi，i＝1,2,3,...,N，计算融合数据表中每个采样点Pi的融合向量Fi与终端融合向量FD的相似度S：
S＝||Fi-FD||
步骤42：将S值最小的采样点Pi作为待定位点PD，并将该待定位点PD的经纬度坐标位置做为定位结果下发到终端，完成定位。
融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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