CN103648117A - 一种用于室内定位信号采集的作弊识别方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于室内定位信号采集的作弊识别方法和装置，WIFI数据采集终端采集WIFI数据的同时，采集加速度数据、方向数据和地磁数据中的至少一种；然后对采集到的数据进行分析从而能够识别出采集人员在原地不动的情况、在原地颠簸设备伪造行走的情况以及在小范围内模仿真实行走方向的情况。也就是说，本发明无需采用人工监督的方式，自动实现了作弊识别，节约了人力成本，保证构建WIFI数据库的数据是准确的，从而提高室内定位的质量。

Description

一种用于室内定位信号采集的作弊识别方法和装置

【技术领域】

本发明涉及网络技术，特别涉及一种用于室内定位信号采集的作弊识别方法和装置。

【背景技术】

目前室内定位的主要定位方法是WIFI定位，即预先采集室内各点的WIFI信号强度并存入WIFI数据库，在进行定位时依靠无线终端扫描到的当前WIFI信号强度来查询WIFI数据库从而实现定位。

由于建筑物的遮挡，室内WIFI信号对应的位置点不能靠GPS来得到，只能通过人工采集来获取。人工采集的流程主要是：工作人员按照预定的采集线路以预设速度（例如0.5米/秒）进行移动并采集个位置点的WIFI信号强度，当走完整个采集线路就采集到了每个点的WIFI信号强度情况，从而进行室内定位的WIFI数据库构建。

但由于人工采集的工作费时费力，且WIFI信号本身就非常易变，即使在同一位置其信号也会产生波动，因此就无法从信号的波动与否来判别用户是否真的在行走，换而言之就存在作弊的可能，例如用户就在原地不动等，但声称进行了全程的采集。因此就需要一种可靠的防作弊方法，以保证采集人员采集到的WIFI数据是真实可靠的，这样才能保证室内定位的质量。但目前除了人工监督之外并没有其他可靠的方法，这显然会增加人力成本。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种用于室内信号采集的作弊识别方法和装置，以便于自动实现室内信号采集的作弊识别，节约人力成本，提高室内定位质量。

具体技术方案如下：

一种用于室内定位信号采集的作弊识别方法，该方法包括：

获取WIFI数据采集终端采集的WIFI数据，或者进一步获取WIFI数据采集终端在采集WIFI数据的同时采集的加速度数据、方向数据和地磁数据中的至少一种；

执行以下操作中的一种或任意组合：

对加速度数据进行抽样，如果具有行走特征的抽样片段不满足预设比例要求，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

对方向数据进行抽样，判断各抽样点的方向是否与对应位置点在预设采集线路上的方向一致，如果不一致的抽样点数量超过预设数量阈值，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

对于所述WIFI数据，如果WIFI数据之间的相似程度超过预设程度，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

计算任意两个采集点的地磁数据之间的相似度，如果相似度超过预设相似度阈值的情况超过预设比例，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据。

根据本发明一优选实施例，对加速度数据进行抽样时，各抽样片段包括连续n个采集点，n为3以上的正整数；

所述行走特征包括：加速度方向具有“向上-水平-向下”、“向下-向上-水平”或“水平-向下-向上”的变化特征。

根据本发明一优选实施例，判断抽样点的方向是否与对应位置点在预设采集线路上的方向一致具体为：

判断抽样点的方向与对应位置点在预设采样路线上的方向差是否超过预设差值，如果是，则判断出方向不一致；否则判断出方向一致。

根据本发明一优选实施例，对于本次采集到的所有WIFI数据，如果超过设定第一比例的MAC地址在所有采集点的出现概率都超过预设概率值，并且超过设定第二比例的MAC地址的信号强度范围都不超过预设范围值，则确定WIFI数据之间的相似程度超过预设程度。

根据本发明一优选实施例，若本次采集的WIFI数据不是作弊数据，则采用本次采集的WIFI数据构建WIFI数据库用于室内定位。

一种用于室内定位信号采集的作弊识别装置，该装置包括：

数据获取单元，用于获取WIFI数据采集终端采集的WIFI数据，或者进一步获取WIFI数据采集终端在采集WIFI数据的同时采集的加速度数据、方向数据和地磁数据中的至少一种；

数据分析单元，包括以下子单元中的一种或任意组合：

加速度分析子单元，用于对加速度数据进行抽样，如果具有行走特征的抽样片段不满足预设比例要求，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

方向分析子单元，用于对方向数据进行抽样，判断各抽样点的方向是否与对应位置点在预设采集线路上的方向一致，如果不一致的抽样点数量超过预设数量阈值，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

WIFI分析子单元，用于对于所述WIFI数据，如果WIFI数据之间的相似程度超过预设程度，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

地磁分析子单元，用于计算任意两个采集点的地磁数据之间的相似度，如果相似度超过预设相似度阈值的情况超过预设比例，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据。

根据本发明一优选实施例，所述加速度分析子单元在对加速度数据进行抽样时，抽样的各抽样片段包括连续n个采集点，n为3以上的正整数；

所述行走特征包括：加速度方向具有“向上-水平-向下”、“向下-向上-水平”或“水平-向下-向上”的变化特征。

根据本发明一优选实施例，所述方向分析子单元在判断抽样点的方向是否与对应位置点在预设采集线路上的方向一致时，具体执行：

判断抽样点的方向与对应位置点在预设采样路线上的方向差是否超过预设差值，如果是，则判断出方向不一致；否则判断出方向一致。

根据本发明一优选实施例，所述WIFI分析子单元对于本次采集到的所有WIFI数据，如果超过设定第一比例的MAC地址在所有采集点的出现概率都超过预设概率值，并且超过设定第二比例的MAC地址的信号强度范围都不超过预设范围值，则确定WIFI数据之间的相似程度超过预设程度。

根据本发明一优选实施例，该装置还包括：数据库构建单元，用于若所述数据分析单元确定本次采集的WIFI数据不是作弊数据，则采用本次采集的WIFI数据构建WIFI数据库用于室内定位。

由以上技术方案可以看出，本发明通过WIFI数据采集终端采集的WIFI数据、加速度数据、方向数据和地磁数据中的至少一种，并对采集的数据进行分析来识别采集的WIFI数据是否为作弊数据，无需采用人工监督的方式，自动实现了作弊识别，节约了人力成本，保证构建WIFI数据库的数据是准确的，从而提高室内定位的质量。

【附图说明】

图1为本发明实施例所基于的系统示意图；

图2为本发明实施例提供的作弊识别装置的结构图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

首先对本发明所基于的系统进行简单介绍，如图1所示，该系统主要包括：WIFI数据采集终端和室内定位服务器，WIFI数据采集终端用于通过采集人员采集WIFI数据，然后发送至室内定位服务器，供室内定位服务器利用该WIFI数据构建WIFI数据库，用于室内定位。

由于目前的移动终端除了信号扫描的功能之外，通常也具有加速度传感器、方向传感器（例如罗盘）和地磁传感器的功能，或者即便没有这些功能在移动终端上附加这些传感器也是比较容易的，因此在本发明中在WIFI数据采集终端采集WIFI数据时，进一步采集加速度数据、方向数据和地磁数据中的至少一种，这些数据可以用以进行作弊数据的判断。

本发明提供的用于室内定位信号采集的作弊识别方法可以由设置在室内定位服务器侧的作弊识别装置实现。

经过分析，采集人员进行的作弊主要包括三种：在原地不动，在原地颠簸设备伪造行走以及在小范围内模仿真实行走方向。在获取到WIFI数据采集终端采集到的数据后，对采集到的数据进行分析，只要通过分析识别出以上三种情况中的任一种，则确定采集到的WIFI数据为作弊数据，若未识别出以上三种情况，则可以确定采集到的WIFI数据为准确数据。下面分别对以上三种情况的识别方法进行详细描述。

1）针对在原地不动的情况：

鉴于采集人员在采集的过程中是手持设备在室内行走的，因此加速度数据必须具有步行的特征，在此可以对加速度数据进行抽样，每一个抽样片段包括连续n个采集点，n为3以上的正整数，判断各抽样片段的加速度数据是否具有“向上-水平-向下”、“向下-向上-水平”或“水平-向下-向上”的变化特征，若具有该些变化特征的抽样片段不满足预设比例要求，则认为本次采集的WIFI数据为作弊数据。

例如，WIFI数据采集终端在采集WIFI数据的同时采集加速度数据，按照连续6个采集点（假设是3s作用）为一个抽样片段进行多次抽样，假设抽样片段为20个。逐一判断抽样片段的加速度方向是否具有“向上-水平-向下”、“向下-向上-水平”或“水平-向下-向上”的变化特征，如果具有该些变化特征的抽样片段不足90%，则认为本次采集的WIFI数据为作弊数据。

2）针对在原地颠簸设备伪造行走的情况：

对于这种情况依靠加速度数据的特征无法识别，但当采集人员在原地颠簸设备伪造行走时，与真实行走还是存在区别的，也就是说，其方向通常不会与该位置点在采集线路上的方向一致。在此可以对方向数据进行抽样，判断各抽样点的方向是否与对应位置点在采集线路上的方向一致，如果不一致的抽样点数量超过预设数量阈值，则认为本次采集的WIFI数据为作弊数据。

每个采样点在采样线路上都应该对应有一个位置点，并且由于在采集WIFI数据时，采集人员是按照设定的速度移动的，因此各采集点在采样线路上对应的位置点依据时间和设定的速度是可以确定出来的。

上述方向是否一致的判断可以为：判断抽样点的方向与对应位置点在采样线路上的方向差是否超过预设差值，如果是，则判断不一致，否则认为方向一致。

例如：每隔10s抽样一个采集点，判断该采样点的方向数据是否与对应位置点在采集线路上的方向差超过30度，如果出现10个抽样点的方向差都超过30度，则认为本次采集的WIFI数据为作弊数据。

3）针对在小范围内模仿真实行走方向的情况：

如果预期的采集线路是大范围的采集，而实际上采集人员在小范围内走动，则可以通过判断WIFI数据的相似性来进行识别，即正常情况下WIFI数据之间的相似程度较低，而实际上由于采集人员在小范围内走动，使得采集到的WIFI数据之间的相似程度较高。即如果WIFI数据之间的相似程度超过预设程度，则认为本次采集的WIFI数据为作弊数据。

在每一个采集点都会得到一个WIFI列表，WIFI列表中包含当前采集点扫描到的WIFI的MAC地址以及信号强度，诸如：

{(mac1,-50),(mac2,-60),(mac3,-70,),(mac4,-75),(mac5,-78)}

对于采集到的所有WIFI数据，如果超过设定第一比例的MAC地址在所有采集点的出现概率都超过预设概率值，并且超过设定第二比例的MAC地址的信号强度范围都不超过预设范围值，则认为本次采集的WIFI数据为作弊数据。上述第一比例、预设概率值、第二比例和预设范围值可以采用经验值或实验值。例如如果超过50%的MAC地址在所有采集点的出现概率超过50%，并且超过50%的MAC地址的信号强度范围不超过20，则认为采集人员是在小范围内活动，因此本次采集的WIFI数据是作弊数据。

如果预期的采集线路本身范围就不大，那么采用上述利用WIFI相似度的方式来识别就存在准确度低的问题，因此还可以采用另外一种识别方式，即利用地磁数据的相似性进行的识别。由于地磁处处不同，重合概率极低，利用这一特点，如果采集人员在小范围内行走，就很可能会走到之前走过的地方，此处的地磁信号就与之前某一时刻采集的地磁信号十分相似。因此，采用的方式具体为：计算任意两个采集点的地磁数据之间的相似度，如果相似度超过预设相似度阈值的情况超过预设比例，则确定本次采集的WIFI数据是作弊数据。

假设存在1000个采集点，计算任意两个采集点的地磁数据之间的相似度，就相当于计算

次相似度，如果相似度超过0.9的情况超过10%，则认为本次采集的WIFI数据是作弊数据。

由于通常采集到的地磁数据为三轴分量（x，y，z），可以将该三轴分量看做三维向量，求两个采集点的三轴向量的余弦距离作为两个采集点的地磁数据的相似度。

如果识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据，则可以丢弃本次采集的WIFI数据。如果不存在以上三种情况，则认为本次采集的WIFI数据为准确数据，可以用以构建WIFI数据库。

以上是对本发明所提供的方法进行的详细描述，下面对本发明提供的用于室内定位信号采集的作弊装置进行描述。如图2所示，该装置主要包括数据获取单元00和数据分析单元10。

其中数据获取单元00用于获取WIFI数据采集终端采集的WIFI数据，或者进一步获取该WIFI数据采集终端在采集WIFI数据的同时采集的加速度数据、方向数据和地磁数据中的至少一种。

该数据获取单元00可以作为与WIFI数据采集终端的通信单元直接从WIFI数据采集终端获取采集的数据，也可以从室内定位服务器获取WIFI数据采集终端采集的数据。

数据分析单元10可以包括加速度分析子单元11、方向分析子单元12、WIFI分析子单元13和地磁分析子单元14中的一种或任意组合：

加速度分析子单元11针对采集人员在原地不动的情况，对加速度数据进行抽样，如果具有行走特征的抽样片段不满足预设比例要求，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据。

加速度分析子单元11在对加速度数据进行抽样时，抽样的各抽样片段包括连续n个采集点，n为3以上的正整数。上述的行走特征包括：加速度方向具有“向上-水平-向下”、“向下-向上-水平”或“水平-向下-向上”的变化特征。即判断各抽样片段的加速度数据是否具有“向上-水平-向下”、“向下-向上-水平”或“水平-向下-向上”的变化特征，若具有该些变化特征的抽样片段不满足预设比例要求，则认为本次采集的WIFI数据为作弊数据。

方向分析子单元12针对在原地颠簸设备伪造行走的情况，对方向数据进行抽样，判断各抽样点的方向是否与对应位置点在预设采集线路上的方向一致，如果不一致的抽样点数量超过预设数量阈值，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据。

具体地，方向分析子单元12判断抽样点的方向与对应位置点在预设采样路线上的方向差是否超过预设差值，如果是，则判断出方向不一致；否则判断出方向一致。

WIFI分析子单元13针对在小范围内模仿真实行走方向的情况，对于本次采集到的WIFI数据，如果WIFI数据之间的相似程度超过预设程度，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据。

对于本次采集到的所有WIFI数据，如果超过设定第一比例的MAC地址在所有采集点的出现概率都超过预设概率值，并且超过设定第二比例的MAC地址的信号强度范围都不超过预设范围值，则确定WIFI数据之间的相似程度超过预设程度。上述第一比例、预设概率值、第二比例和预设范围值可以采用经验值或实验值。例如如果超过50%的MAC地址在所有采集点的出现概率超过50%，并且超过50%的MAC地址的信号强度范围不超过20，则认为采集人员是在小范围内活动，因此本次采集的WIFI数据是作弊数据。

地磁分析子单元14同样针对在小范围内模仿真实行走方向的情况，计算任意两个采集点的地磁数据之间的相似度，如果相似度超过预设相似度阈值的情况超过预设比例，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据。假设存在1000个采集点，计算任意两个采集点的地磁数据之间的相似度，就相当于计算次相似度，如果相似度超过0.9的情况超过10%，则认为本次采集的WIFI数据是作弊数据。

由于通常采集到的地磁数据为三轴分量（x，y，z），可以将该三轴分量看做三维向量，求两个采集点的三轴向量的余弦距离作为两个采集点的地磁数据的相似度。

另外，该装置还可以包括：数据库构建单元20（该单元也可以看做是室内定位服务器中已有的单元），用于若数据分析单元10确定本次采集的WIFI数据不是作弊数据，即不属于上述三种作弊的情况，则采用本次采集的WIFI数据构建WIFI数据库用于室内定位。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于室内定位信号采集的作弊识别方法，其特征在于，该方法包括：

获取WIFI数据采集终端采集的WIFI数据，或者进一步获取WIFI数据采集终端在采集WIFI数据的同时采集的加速度数据、方向数据和地磁数据中的至少一种；

执行以下操作中的一种或任意组合：

对加速度数据进行抽样，如果具有行走特征的抽样片段不满足预设比例要求，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

对方向数据进行抽样，判断各抽样点的方向是否与对应位置点在预设采集线路上的方向一致，如果不一致的抽样点数量超过预设数量阈值，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

对于所述WIFI数据，如果WIFI数据之间的相似程度超过预设程度，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

计算任意两个采集点的地磁数据之间的相似度，如果相似度超过预设相似度阈值的情况超过预设比例，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对加速度数据进行抽样时，各抽样片段包括连续n个采集点，n为3以上的正整数；

所述行走特征包括：加速度方向具有“向上-水平-向下”、“向下-向上-水平”或“水平-向下-向上”的变化特征。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断抽样点的方向是否与对应位置点在预设采集线路上的方向一致具体为：

判断抽样点的方向与对应位置点在预设采样路线上的方向差是否超过预设差值，如果是，则判断出方向不一致；否则判断出方向一致。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于本次采集到的所有WIFI数据，如果超过设定第一比例的MAC地址在所有采集点的出现概率都超过预设概率值，并且超过设定第二比例的MAC地址的信号强度范围都不超过预设范围值，则确定WIFI数据之间的相似程度超过预设程度。

5.根据权利要求1至4任一权项所述的方法，其特征在于，若本次采集的WIFI数据不是作弊数据，则采用本次采集的WIFI数据构建WIFI数据库用于室内定位。

6.一种用于室内定位信号采集的作弊识别装置，其特征在于，该装置包括：

数据获取单元，用于获取WIFI数据采集终端采集的WIFI数据，或者进一步获取WIFI数据采集终端在采集WIFI数据的同时采集的加速度数据、方向数据和地磁数据中的至少一种；

数据分析单元，包括以下子单元中的一种或任意组合：

加速度分析子单元，用于对加速度数据进行抽样，如果具有行走特征的抽样片段不满足预设比例要求，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

方向分析子单元，用于对方向数据进行抽样，判断各抽样点的方向是否与对应位置点在预设采集线路上的方向一致，如果不一致的抽样点数量超过预设数量阈值，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

WIFI分析子单元，用于对于所述WIFI数据，如果WIFI数据之间的相似程度超过预设程度，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据；

地磁分析子单元，用于计算任意两个采集点的地磁数据之间的相似度，如果相似度超过预设相似度阈值的情况超过预设比例，则识别出本次采集的WIFI数据为作弊数据。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述加速度分析子单元在对加速度数据进行抽样时，抽样的各抽样片段包括连续n个采集点，n为3以上的正整数；

所述行走特征包括：加速度方向具有“向上-水平-向下”、“向下-向上-水平”或“水平-向下-向上”的变化特征。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述方向分析子单元在判断抽样点的方向是否与对应位置点在预设采集线路上的方向一致时，具体执行：

判断抽样点的方向与对应位置点在预设采样路线上的方向差是否超过预设差值，如果是，则判断出方向不一致；否则判断出方向一致。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述WIFI分析子单元对于本次采集到的所有WIFI数据，如果超过设定第一比例的MAC地址在所有采集点的出现概率都超过预设概率值，并且超过设定第二比例的MAC地址的信号强度范围都不超过预设范围值，则确定WIFI数据之间的相似程度超过预设程度。

10.根据权利要求6至9任一权项所述的装置，其特征在于，该装置还包括：数据库构建单元，用于若所述数据分析单元确定本次采集的WIFI数据不是作弊数据，则采用本次采集的WIFI数据构建WIFI数据库用于室内定位。

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