CN108076430B - 一种WiFi探针采集数据自动插值处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种WiFi探针采集数据自动插值处理方法，包括如下步骤：步骤100、密集布置WIFI探针设备，形成密集的探测节点；步骤200、当探测节点检测到数据时，通过插值法自动补充中间路径的丢失数据，以形成完整且有效的od分析数据，本发明通过密集布置WiFi探针设备，在某些节点探测到其对应的数据时，通过插值法自动补充中间路径的丢失数据，以形成完整且有效的od分析数据。

Description

一种WiFi探针采集数据自动插值处理方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体为一种WiFi探针采集数据自动插值处理方法。
背景技术
由于无线设备的节能管理机制，导致节能模式下，设备的无线信号发出率大大降低，有的设备几十秒才有一次有效的和可以被采集的无线信号被发送出来。针对于此，市面上现有的WiFi探针产品都无法做到有效的探测。而对于高速运动的无线设备而言(如车上的手机)，现有的WiFi探针因为探测距离不够远，设备也会在一定时间就移出了其探测范围，所以更是无法做出有效的探测。
无线设备的MAC地址采集与现在火热的大数据有着密切联系，由于每一台无线设备都有一个且唯一的MAC地址，通过WiFi探针的数据采集，我们可以清楚的知道无线设备的出现地点。例如：在超市应用此技术，可以很清楚的知道哪些人是回头客，哪些人经常来，哪些区域客人最常去等等，以便超市管理人员作出未雨绸缪的规划。
现有的WiFi探针系统如下：
1)用天线获取无线数据，再通过WiFi芯片进行数据处理，以得到所需要的有效数据。
2)部分设备可以通过以太网和3/4G移动互联网来连接互联网，以将数据上传到服务器。
3)WiFi无线设备一般具有三种模式：
a)、AP模式，作为路由器使用。
b)、STA模式，作为WiFi无线设备，可以连接到无线路由器。
c)、混合模式，混合模式下该无线设备可以主动从空中抓取无线数据包，配以相关的软件算法，即可实现WiFi探针设备的功能。
现有WiFi探针系统的缺陷如下：
1)现有WiFi探针不能有效探测到在节能管理机制下无线设备，以及无线信号发出率相当小的无线设备。
2)现有WiFi探针探测到的数据，不能用来有效的和完整的完成od分析。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种WiFi探针采集数据自动插值处理方法，通过密集布置WiFi探针设备，在某些节点探测到其对应的数据时，通过插值法自动补充中间路径的丢失数据，以形成完整且有效的od分析数据，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种WiFi探针采集数据自动插值处理方法，包括如下步骤：
步骤100、密集布置WIFI探针设备，形成密集的探测节点；
步骤200、挡探测节点检测到数据时，通过插值法自动补充中间路径的丢失数据，以形成完整且有效的od分析数据。
进一步地，以城市路网中车辆行驶为例，所述自动插值处理方法包括如下步骤：
步骤201、设定坐标系，划分第一类栅格；
步骤202、确定第一类栅格信息；
步骤203、路侧WiFi探针采集到该车辆信息，用以确定车辆行驶候选路段；
步骤204、划分第二类栅格，确定WiFi探针信号点附近路段集合，以更精确的范围修正步骤203的候选路段集合；
步骤205、在候选路段上，用Dijkstra算法求最短路径；
步骤206、根据正确匹配路线率，调整栅格大小及相关参数，提高精确性。
进一步地，所述第一类栅格信息包括坐标、经纬度、候选路段集。
进一步地，所述第二类栅格小于第一类栅格。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过密集布置WiFi探针设备，在某些节点探测到其对应的数据时，通过插值法自动补充中间路径的丢失数据，以形成完整且有效的od分析数据。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明具体实施方式自动插值的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种WiFi探针采集数据自动插值处理方法，包括如下步骤：
步骤100、密集布置WIFI探针设备，形成密集的探测节点；
步骤200、挡探测节点检测到数据时，通过插值法自动补充中间路径的丢失数据，以形成完整且有效的od分析数据。
如图2所示，在本实施方式中，以城市路网中车辆的行驶为例。
自动插值处理方的理论：城市路网中，车辆的行驶轨迹可分为两类，一类是固定线路行驶，一类是随机行驶。
假设某车辆的行驶轨迹是a-b-c-d-e-f-g，路侧WiFi探针探测到a，b，d，f，g节点的信号，但没有探测到c与e节点信号。
方法一：针对固定路线的车辆，比如公交车，车辆的行驶轨迹可以看做是一条连通的封闭道路区间R，由于R是一条封闭道路区间，有了a，b，d，f，g节点的信号，设备必然会通过c，e节点。这样就可以自动补充上c与e的数据。形成OD分析的理想数据。
方法二：针对随机行驶的车辆，本发明专利采用离线地图匹配的“两次栅格化”思想进行丢失数据的自动插值，该方法把地图划分为两类栅格，第一类栅格用于抽取探测车轨迹周边的路段，生成局部路网。第二类栅格用于抽取位置坐标点周边路段，修正其权值。这样，在基于WiFi探针数据查找符合要求的路段描述点时，并不是逐条比较已知的所有路段形状描述点，而是首先定位到相应的栅格，再查找相应栅格内的描述点，从而大大节省了查找速度。
采用如下步骤进行自动插值：
步骤201、设定坐标系，划分第一类栅格；
步骤202、确定第一类栅格信息，包括坐标、经纬度、候选路段集；
步骤203、路侧WiFi探针采集到该车辆信息，用以确定车辆行驶候选路段；
步骤204、划分第二类栅格(小于第一类栅格)，确定WiFi探针信号点附近路段集合，以更精确的范围修正步骤203的候选路段集合；
步骤205、在候选路段上，用Dijkstra算法求最短路径；
步骤206、根据正确匹配路线率，调整栅格大小及相关参数，提高精确性。
由此，可以确定车辆行驶路径，自动补充上c与e的数据。随着路侧WiFi探针数量的增加，该方法的精确度将逐渐提高。
上述的“两次栅格化”方法，求得的车辆轨迹是最短路径，但在路网中车辆并不总是以最短路径行驶，在此，本发明专利引入速度和时间修正，根据车辆通过某路段的速度和时间来估计距离，如果不是最短路径，即可对周围路段引入一定的权重来判断、修正车辆的行驶轨迹。
基于上述两种自动插值方法，车辆通过N1，N2，N3节点，假设车辆在这个过程中是匀速运动的，其中通过N1节点的时间为T1，车辆通过N3节点的时间为T3。假设D(N1,N2)代表N1与N2节点之间的距离，D(N2,N3)代表N2与N3节点之间的距离。车辆通过N2节点的时间为：T1+(T3-T1)*(D(N1,N2)/(D(N1,N2)+D(N2,N3)))。本发明专利提出的公式T1+(T3-T1)*(D(N1,N2)/(D(N1,N2)+D(N2,N3)))的优点在于，无需知道车辆运动速度即可推算出来通过中间节点的时间。
如果知道车辆的运动速度V，那么通过N2节点的时间，也可以推算为：T1+(D(N1,N2)/V)。
本发明专利的自动插值方法是基于WiFi探针所采集到的数据，根据路线区间中丢失点的前后拓扑关系，结合驾驶员行为特征和交通流特性分析，将数据自动补充到丢失点上。
在本实施方式中，如果无线设备自己的节能管理是10秒钟搜索一次SSID，那么如果10秒钟内无线设备没有移动到WiFi探测有效的区域内(例如在车上速度较快)，那么就丢失了这个用户。
通过设置一系列WiFi探针节点，然后探测得到数据，再通过自动补充中间路径的丢失数据来处理。例如a-b-c-d-e-f-g这么多节点，c与e丢了，由于这是一条路径，所以可以自动补充上c与e的数据。形成od分析的理想的数据。
这样通过密集布置WiFi探针，可以一定程度弥补手机电源管理带来WiFi连接过于缓慢的问题。
本发明通过密集布置WiFi探针设备，在某些节点探测到其对应的数据时，通过插值法自动补充中间路径的丢失数据，以形成完整且有效的od分析数据。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种WiFi探针采集数据自动插值处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤100、密集布置WiFi探针设备，形成密集的探测节点；
步骤200、当探测节点检测到数据时，通过插值法自动补充中间路径的丢失数据，以形成完整且有效的od分析数据；
在城市路网的车辆行驶中，所述自动插值处理方法包括如下步骤：
步骤201、设定坐标系，划分第一类栅格；
步骤202、确定第一类栅格信息，所述第一类栅格信息包括坐标、经纬度、候选路段集；
步骤203、路侧WiFi探针采集到该车辆信息，用以确定车辆行驶候选路段；
步骤204、划分第二类栅格，确定WiFi探针信号点附近路段集合，以更精确的范围修正步骤203的候选路段集合；
步骤205、在候选路段上，用Dijkstra算法求最短路径；
步骤206、根据正确匹配路线率，调整栅格大小及相关参数，提高精确性。
2.根据权利要求1所述的一种WiFi探针采集数据自动插值处理方法，其特征在于，所述第二类栅格小于第一类栅格。
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