CN108450060B - 基于wi-fi接入点的定位方法、设备 - Google Patents

基于wi-fi接入点的定位方法、设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及确定移动WI‑FI接入点的方法、基于WI‑FI接入点的定位方法、及其设备。该方法对于定位区域内的多个无线保真接入点WI‑FI AP，确定各WI‑FI AP的信号图。根据该WI‑FI AP的信号图，估计该WI‑FI AP的位置。根据该估计的WI‑FI AP位置，确定该WI‑FI AP的信号图的散度。根据该WI‑FI AP的信号图的散度，确定该WI‑FI AP是否为移动WI‑FI AP。在确定该WI‑FI AP为移动WI‑FI AP情况下，将该移动WI‑FI AP从指纹数据库中删除。最后确定对该获取信号强度的装置的定位结果。本发明实施例提高了定位精度。

Description

基于WI-FI接入点的定位方法、设备
技术领域
本发明实施例涉及无线通信领域，尤其涉及基于WI-FI接入点的定位。
背景技术
人们对于移动互联网的巨大需求促使了无线保真(wireless fidelity，简称WI-FI)接入点(access point，简称AP)的快速部署。越来越多的商超、写字楼、车站等室内场景开始部署大量的WI-FI AP，用以满足人们的移动网络接入需要。这也让利用WI-FI AP信号进行室内定位成为了可能。室内定位服务提供商可以利用已经部署的WI-FIAP实现室内定位功能，消除了室内定位需要自行部署WI-FIAP这一制约WI-FI室内定位解决方案市场落地的最大瓶颈，WI-FI室内解决方案有望很快在商超、写字楼等室内场所大量应用，为用户带来方便快捷的室内定位服务和体验，同时为商家带来高附加值的服务应用。
目前，百度、高德、google等国内外主流地图厂商都在自己的应用中嵌进了室内地图，所包含的室内地图基本涵盖了国内外主要城市的大型商圈以及火车站、机场等重要建筑。大量室内地图的出现也促进室内定位方案的应用。
现有的WI-FI定位方案主要有基于测距的三点式定位、基于方向角测量的测角定位、基于信号时间差的到达时间差(time difference of arrival，简称TDOA)定位以及基于位置指纹匹配的指纹定位。
WI-FI指纹定位是目前业界常用的定位方法，与其他算法相比，WI-FI指纹定位的一大优势就是无需获得WI-FIAP的部署位置，只需要在定位区域采集指纹就能够实现定位，便于应用推广。
然而，现有的Wi-Fi指纹定位存在定位精度不高的问题。
发明内容
本发明实施例提供了基于WI-FI接入点的定位方法、设备，能够识别并筛选出移动WI-FI AP，提高了WI-FI指纹定位的定位精度。
第一方面，本发明实施例提供了一种确定移动无线保真接入点WI-FI AP的方法。
该方法首先对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FIAP的信号强度。然后根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置。根据该估计的WI-FIAP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度。最后根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
在第二方面，本发明实施例提供了一种确定移动无线保真接入点WI-FI AP的设备。该设备包括信号图确定单元、位置估计单元、散度确定单元、移动AP确定单元。
该信号图确定单元用于对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度。该位置估计单元用于根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FIAP的位置。该散度确定单元用于根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度。该移动AP确定单元，用于根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
本发明实施例根据WI-FI AP的信号图估计各WI-FI AP的位置，从而确定WI-FI AP的信号图的散度，根据该WI-FI AP的信号图散度确定相应WI-FI AP是否为移动AP。因此，本发明实施例提供了一种能够将WI-FI指纹数据库中的移动AP识别出来的方法。
在一个示例中，该WI-FI AP的信号图的散度是指该WI-FI AP的信号图中各参考点与该估计的WI-FI AP位置的散列程度。
在一个示例中，该根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置，包括：将该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；根据该多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，该根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度，包括：根据该分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
在一个示例中，该根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FIAP，包括：若该信号强度变化区间的端点值越小，该信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，若该信号强度变化区间的端点值越大，该信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置，包括：根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由该相应参考点的信号强度确定。
在一个示例中，该根据该WI-FI AP的信号图，估计得到该WI-FI AP的位置，包括：
根据该WI-FI AP的信号图，计算
Figure BDA0001703356290000021
得到该WI-FI AP的位置；其中，L*为估计得到的该WI-FI AP的位置,Li为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标；Wi为该WI-FIAP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure BDA0001703356290000022
其中，RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FIAP的信号图内第j个参考点的信号强度。
在一个示例中，该根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度，包括：计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
在一个示例中，该根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度，具体为：
计算
Figure BDA0001703356290000023
其中，divj为WI-FI AP的信号图的散度,Li(x)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的横坐标，Li(y)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的纵坐标,L*(x)为该估计得到的WI-FI AP位置的横坐标，L*(y)为该估计得到的WI-FI AP位置的纵坐标,Nj为参考点的数量。
在一个示例中，该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FIAP的信号图之前，包括：获取该定位区域内各参考点的该WI-FI AP信号强度的多个数值，计算该多个数值的方差，并在该方差小于方差阈值时，执行该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图的步骤。
在一个示例中，该根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FIAP，包括：在该散度值大于室外散度阈值情况下，确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在第三方面，本发明实施例提供了一种基于无线保真WI-FI的定位方法。
该方法首先对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FIAP的信号强度。然后根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置。根据该估计的WI-FIAP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度。根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FIAP是否为移动WI-FI AP。在确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP情况下，将该移动WI-FI AP从指纹数据库中删除。最后将基于在该定位区域内获取的信号强度与该指纹数据库中的各参考点的信号强度进行匹配，确定对该获取信号强度的装置的定位结果。
在第四方面，本发明实施例提供了一种基于无线保真WI-FI的定位设备。该定位设备包括信号图确定单元、位置估计单元、散度确定单元、移动AP确定单元、AP筛选单元、定位单元。
该信号图确定单元用于对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度。该位置估计单元用于根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FIAP的位置。该散度确定单元用于根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度。该移动AP确定单元用于根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。该AP筛选单元用于在确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP情况下，将该移动WI-FIAP从指纹数据库中删除。该定位单元用于将基于在该定位区域内获取的信号强度与该指纹数据库中的各参考点的信号强度进行匹配，确定对该获取信号强度的装置的定位结果。
本发明实施例通过识别移动AP，并将移动AP从WI-FI指纹数据库中删除的方式，在提高WI-FI指纹定位精度的同时还降低了计算的复杂度。
在一个示例中，本发明实施例提供的该确定移动无线保证接入点WI-FI AP的设备为采集终端或者定位服务器。
在一个示例中，该根据该WI-FI AP的信号图，估计得到该WI-FI AP的位置，包括：根据该WI-FI AP的信号图，计算
Figure BDA0001703356290000031
得到该WI-FI AP的位置；其中，L*为估计得到的该WI-FI AP的位置，Li为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标；Wi为该WI-FIAP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure BDA0001703356290000041
其中，RSSi表示该WI-FIAP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
在一个示例中，该根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度，包括：计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
在一个示例中，该根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度，具体为：计算
Figure BDA0001703356290000042
其中，divj为WI-FI AP的信号图的散度，Li(x)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的横坐标，Li(y)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的纵坐标，L*(x)为该估计得到的WI-FI AP位置的横坐标，L*(y)为该估计得到的WI-FI AP位置的纵坐标，Nj为参考点的数量。
在一个示例中，该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FIAP的信号图之前，包括：获取该定位区域内各参考点的该WI-FI AP信号强度的多个数值，计算该多个数值的方差，并在该方差小于方差阈值时，执行该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图的步骤。
在一个示例中，该将在该定位区域内获取的信号的强度与该指纹数据库中的各参考点的信号强度进行匹配，包括：
计算欧式距离
Figure BDA0001703356290000043
其中，RSSIj为该定位区域内第I个参考点的第J个WI-FI AP的信号强度，RSSi j为该指纹数据库中第i个参考点的第j个WI-FI AP的信号强度，N为指纹数据库参考点数量，M为指纹数据库中的WI-FI AP数量；获取该欧式距离di中最小的n个欧式距离，得到该定位结果L：
Figure BDA0001703356290000044
且
Figure BDA0001703356290000045
其中；RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
第五方面，本发明实施例提供了一种采集终端。该采集终端包括接收器、处理器、发射器。该接收器用于接收来自定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP的广播帧。该处理器用于基于该WI-FI AP对应的广播帧，确定各WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度；根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置；根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FIAP的信号图的散度；根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FIAP。该发射器用于将确定出的移动WI-FI AP相关信息发送至定位服务器。
在一个示例中，该处理器还用于：将该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；根据该多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，该处理器还用于：根据该分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
在一个示例中，该处理器还用于：在该信号强度变化区间的端点值越小情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，在该信号强度变化区间的端点值越大情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该处理器还用于：根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由该相应参考点的信号强度确定。
在一个示例中，该处理器还用于：根据该WI-FI AP的信号图，计算
Figure BDA0001703356290000051
得到该WI-FI AP的位置；其中，L*为估计得到的该WI-FI AP的位置，Li为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标；Wi为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure BDA0001703356290000052
其中，RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
在一个示例中，该处理器还用于：计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
在一个示例中，该处理器根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度，具体为：计算
Figure BDA0001703356290000053
其中，divj为WI-FIAP的信号图的散度，Li(x)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的横坐标，Li(y)为WI-FIAP的信号图中第i个参考点的纵坐标，L*(x)为该估计得到的WI-FI AP位置的横坐标，L*(y)为该估计得到的WI-FI AP位置的纵坐标，Nj为参考点的数量。
在一个示例中，该接收器还用于获取该定位区域内各参考点的该WI-FI AP信号强度的多个数值；该处理器还用于计算该多个数值的方差，并在该方差小于方差阈值时，对于该定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图。
在一个示例中，该处理器还用于：在该散度值大于室外散度阈值情况下，确定该WI-FIAP为移动WI-FI AP。
第六方面，本发明实施例提供了一种定位服务器。该定位服务器包括接收器、处理器。该接收器用于接收来自定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP的广播帧。该处理器用于基于该WI-FI AP对应的广播帧，确定各WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度；根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置；根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FIAP的信号图的散度；根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FIAP。
在一个示例中，该处理器还用于：将该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；根据该多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，该处理器还用于：根据该分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
在一个示例中，该处理器还用于：在该信号强度变化区间的端点值越小情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，在该信号强度变化区间的端点值越大情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该处理器还用于：根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由该相应参考点的信号强度确定。
在一个示例中，该处理器还用于：根据该WI-FI AP的信号图，计算
Figure BDA0001703356290000061
得到该WI-FI AP的位置；其中，L*为估计得到的该WI-FI AP的位置，Li为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标；Wi为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure BDA0001703356290000062
其中，RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
在一个示例中，该处理器还用于：计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
在一个示例中，该处理器根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度，具体为：计算
Figure BDA0001703356290000063
其中，divj为WI-FI AP的信号图的散度，Li(x)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的横坐标，Li(y)为WI-FIAP的信号图中第i个参考点的纵坐标，L*(x)为该估计得到的WI-FI AP位置的横坐标，L*(y)为该估计得到的WI-FI AP位置的纵坐标，Nj为参考点的数量。
在一个示例中，该接收器还用于接收该定位区域内各参考点的该WI-FI AP信号强度的多个数值；该处理器还用于计算该多个数值的方差，并在该方差小于方差阈值时，根据该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图。
在一个示例中，该处理器还用于：在该散度值大于室外散度阈值情况下，确定该WI-FIAP为移动WI-FI AP。
第七方面，本发明实施例提供了一种定位服务器。该定位服务器包括接收器、处理器。该接收器用于接收来自多个无线保真接入点WI-FI AP的广播帧。该处理器用于基于该多个WI-FI AP的广播帧，确定相应WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度；根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置；根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度；根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP；在确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP情况下，将该移动WI-FI AP从指纹数据库中删除；将基于在该定位区域内获取的信号强度与该指纹数据库中的各参考点的信号强度进行匹配，确定对该获取信号强度的装置的定位结果。
在一个示例中，该处理器还用于：将该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；根据该多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，该处理器还用于：根据该分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
在一个示例中，该处理器还用于：在该信号强度变化区间的端点值越小情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，在该信号强度变化区间的端点值越大情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该处理器还用于：根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由该相应参考点的信号强度确定。
在一个示例中，该处理器还用于：计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
在一个示例中，该接收器还用于接收该定位区域内各参考点的该WI-FI AP信号强度的多个数值。该处理器还用于计算该多个数值的方差，并在该方差小于方差阈值时，根据该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图。
在一个示例中，该处理器还用于：在该散度值大于室外散度阈值情况下，确定该WI-FIAP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该处理器还用于：计算欧式距离
Figure BDA0001703356290000071
其中，RSSIj为该定位区域内第I个参考点的第j个WI-FI AP的信号强度，RSSi j为该指纹数据库中第i个参考点的第j个WI-FI AP的信号强度，N为指纹数据库参考点数量，M为指纹数据库中的WI-FI AP数量；获取该欧式距离di中最小的n个欧式距离，得到该定位结果L：
Figure BDA0001703356290000072
且
Figure BDA0001703356290000073
其中；RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
本发明实施例通过WI-FI AP的信号图估计各WI-FI AP的位置，从而确定WI-FI AP的信号图的散度，根据该WI-FI AP的信号图散度确定相应WI-FI AP是否为移动AP。本发明实施例能够识别出WI-FI指纹数据库中的移动AP。由于移动AP的指纹数据对于WI-FI指纹定位具有破坏性作用，本发明实施例通过将移动AP从WI-FI指纹数据库中删除的方式，提高了WI-FI指纹数据库的质量，进而提高了WI-FI指纹定位的精度，同时还降低了WI-FI指纹数据库的数据量，从而降低了计算复杂度。
本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于室内移动建库的WI-FI指纹定位方法示意图；
图2(a)是本发明实施例提供的信号强度为[-60,-70]时WI-FI AP加权平均位置示意图；
图2(b)是本发明实施例提供的信号强度为[-70,-80]时WI-FI AP加权平均位置示意图；
图2(c)是本发明实施例提供的信号强度为[-80,-90]时WI-FI AP加权平均位置示意图；
图2(d)是本发明实施例提供的信号强度为[-90,-100]时WI-FI AP加权平均位置示意图；
图3(a)为本发明实施例提供的固定WI-FIAP的信号强度分布示意图；
图3(b)为本发明实施例提供的移动WI-FIAP的信号强度分布示意图；
图4(a)为固定WI-FI AP的信号强度区间与固定WI-FI AP的散度值关系示意图；
图4(b)为移动WI-FI AP的信号强度区间与移动WI-FI AP的散度值关系示意图；
图5(a)为固定WI-FI AP的信号强度区间与固定WI-FI AP空间位置关系示意图；
图5(b)为移动WI-FI AP的信号强度区间与移动WI-FI AP空间位置关系示意图；
图6为本发明实施例提供的基于室内定点建库的WI-FI指纹定位方法示意图；
图7为本发明实施例提供的基于室外建库的WI-FI指纹定位方法示意图；
图8为本发明实施例提供的一种确定移动无线保证接入点WI-FI AP的设备；
图9为本发明一个实施例提供的一种基于无线保真WI-FI的定位设备；
图10为本发明一个实施例提供的采集终端示意图；
图11为本发明一个实施例提供的定位服务器示意图；
图12为本发明另一个实施例提供的定位服务器示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施例进行描述。
在WI-FI指纹定位中，指纹数据库的质量直接影响定位的精度。目前，在构建指纹数据库的过程中，不会对采集到的WI-FI AP信号进行筛选。这就意味着采集到的WI-FI AP信号并不都来自于对定位有所贡献的AP。随着WI-FI热点设备、移动车机等移动AP的逐渐增多，在采集指纹数据过程中不可避免地会采集到移动AP的信号，而移动AP信号对定位结果是有破坏作用的。
可采集到的指纹数据中的WI-FI AP主要分为三类(请见表1)，包括定位区域内的固定WI-FI AP、定位区域外的固定WI-FI AP、移动WI-FI AP。
Figure BDA0001703356290000091
表1
由表1可知，移动WI-FI AP对基于WI-FI指纹定位的定位精度具有破坏作用。而在现有技术中，在构建位置指纹数据库的过程中通常不对AP进行识别，不能确定WI-FI AP是否为移动WI-FI AP，导致位置指纹数据库包含有移动AP的指纹数据，严重影响定位的准确度。以下将通过多个实施例详细阐述本发明如何确定WI-FI AP是否为移动WI-FI AP，以及在确定WI-FI AP之后如何定位。
实施例一
本发明实施例一涉及的是室内定位场景下的移动建库方式，所谓移动建库是指在构建WI-FI指纹数据库的过程中，采集人员手持采集终端沿着规定好的路线匀速行走，边走边采集接收到室内定位区域内各个WI-FI AP的信号，形成一条指纹数据，从而构建起一个定位区域的WI-FI指纹数据库。对于移动建库方式，同一个参考点只有一条指纹数据。
图1是本发明实施例提供的基于室内移动建库的WI-FI指纹定位方法示意图。
需要说明的是，下述步骤101-步骤105是构建初始的WI-FI指纹数据库的过程，即WI-FI指纹数据库的建库过程，且所构建的初始WI-FI指纹数据库包含有固定WI-FI AP和移动WI-FI AP。而本发明实施例提供的基于室内移动建库的WI-FI指纹定位方法，初始指纹数据库的建库方式不限于下述步骤101-步骤105，下述步骤101-步骤105仅是构建指纹数据库方法的一个例子。
步骤101，采集终端采集室内定位区域内由多个WI-FI AP分别发射的多个beacon帧(信标帧)，提取各beacon帧中的BSSID(basic service set identifier，基本服务集标识)，同时获取各BSSID对应的多个信号强度(下面详述)。其中，该BSSID即为WI-FI AP的MAC(media access control，媒体访问控制)地址，且WI-FI AP可由其MAC地址唯一表示，因此，BSSID可唯一确定WI-FI AP。
这里需要指出的是，说明书中所指的WI-FI AP与实际的无线路由器、无线热点设备等物理实体并不是同一个概念。一台具有无线接入功能的物理实体设备往往装有一个或者多个无线网卡，或者在一个实体无线网卡上虚拟出多个虚拟无线网卡。每一个无线网卡或者虚拟无线网卡由唯一的一个BSSID即MAC地址表示。也可以说，一台具有无线接入功能的物理实体设备(无线路由器、WI-FI热点等)包含了一个或者多个WI-FI AP，每一个WI-FIAP可由其MAC地址唯一表示。
具体地，根据WI-FI的底层标准协议，WI-FI AP会定期，例如1s或者500ms，向外广播beacon帧。采集人员手持采集终端按照固定采集路线匀速行走，WI-FI AP每隔固定时间发射一次信号，则采集终端每隔固定时间(如1s)采集到一次信号，每采集到一次信号的地点为参考点。在第i参考点上，采集终端能够采集到多个WI-FI AP分别对应的信号强度RSSI。例如，在第i参考点上，WI-FI AP1(对应BSSID1)发射的信号强度RSS1,WI-FIAP2(对应BSSID2)发射的信号强度RSS2……，WI-FI APN(对应BSSIDN)发射的信号强度RSSN，从而组成BSSID及其相应信号强度RSSI的列表，则采集终端在第i参考点上采集到的信号强度RSSI，如下表2所示：
Figure BDA0001703356290000101
表2
步骤102，采集终端将其采集到的定位区域内各参考点的BSSID及其相应信号强度RSSI发送至定位服务器。
需要说明的是，也可以先执行下述步骤103再执行上述步骤102。
步骤103，采集终端根据其在定位区域内采集到的起始点坐标和终止点坐标，参考点数量，得到定位区域内各参考点坐标。
具体地，采集人员手持采集终端按照固定采集路线匀速行走，WI-FI AP每固定时间发射一次信号，例如每1s发射一次信号，因此采集终端每固定时间(如1s)采集一次信号，每采集到一次信号的地点为参考点，且该参考点均匀分布于该采集路线上，因此，根据采集信号的次数能够确定参考点数量。假设，参考点数量为N，该采集路线的起始点坐标为(x1,y1)，终止点坐标为(x2,y2)，则对于参考点i(i＝1,2,…,N)，其位置坐标为xi＝x1+(x2-x1)*(i-1)/(N-1)，yi＝y1+(y2-y1)*(i-1)/(N-1)。
步骤104，采集终端将其计算得到的各参考点坐标发送至定位服务器。
步骤105，定位服务器根据其接收到的定位区域内各参考点的BSSID及其相应信号强度RSSI，以及相应参考点坐标，生成多条WI-FI指纹数据，并将所生成的WI-FI指纹数据存储至位置指纹数据库中。
下面详述定位服务器所生成的WI-FI指纹数据库。
WI-FI指纹数据库由多条WI-FI指纹数据所组成，每一条WI-FI指纹数据对应一个定位区域内的多个参考点。对于每一条指纹数据，包含所对应参考点的位置坐标和WI-FIAP的信号强度两部分，如下表3所示。
Figure BDA0001703356290000111
表3
表3中，该WI-FI指纹数据库包含N条WI-FI指纹数据；其中，Li(i＝1,2,…,N)为第i条WI-FI指纹数据所对应的参考点的位置坐标。该位置坐标的数值由具体的定位环境决定。例如，如果定位区域为商超、写字楼、车库等室内场所，位置坐标通常表示成在事先设定好的二维平面坐标系中的坐标，单位一般为米。如果定位区域为室外场景，那么位置坐标通常表示成参考点的经纬度。表3中的RSSi(i＝1,2,…,N)表示第i个参考点的第1-第M的WI-FIAP信号强度，在此称其为第i个参考点的信号强度向量。信号强度的单位为dBm，数值为负。对于每个参考点，在该参考点可能不能接收到所有WI-FIAP发出的信号，对于那些没有接收到信号的WI-FIAP，其信号强度值用0表示。
步骤106，采集终端向定位服务器发送请求，以获取定位区域内的多个参考点的各WI-FI AP指纹数据；其中，WI-FI AP指纹数据存储于定位服务器的定位数据库中。
步骤107，采集终端接收到定位区域内的多个WI-FI AP指纹数据，根据该多个WI-FI AP指纹数据，确定各WI-FI AP的信号图。该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度。
在位置指纹数据库中，每一条位置指纹均由参考点的位置坐标以及信号强度向量RSSI构成，参见表3。对于每个WI-FIAP，将位置指纹中含有该WI-FIAP的信号强度向量RSSI与对应参考点的坐标提取出来，就形成了该WI-FIAP的信号图。也就是说，对于某WI-FIAP，在其WI-FI AP的信号图中包括多个参考点坐标以及各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度。步骤107就是在位置指纹数据库中，提取各WI-FI AP的信号图。
步骤108，采集终端根据该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，将WI-FI AP信号强度划分为多个信号强度变化区间。
经实地测试，固定WI-FIAP在定位区域内的RSSI变化范围为-40ˉ-100dBm。通常情况下，同一位置处同一固定WI-FIAP的RSSI的变化不会超过10dBm。因此，可以以10dBm为步长，设置RSSI区间。例如，某个WI-FIAP在定位区域内的RSSI变化范围为-52ˉ-98dBm，则将信号强度变化区间分别划分为[-50,-60]，[-60,-70]，[-70,-80]，[-80,-90]和[-90,-100]。
步骤109，采集终端根据WI-FI AP信号图中多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到该WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由相应参考点的信号强度确定。
具体地，该加权平均位置的计算公式如下：
Figure BDA0001703356290000121
其中，L*为估计得到的该WI-FI AP的位置，Li为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标；Wi为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure BDA0001703356290000122
其中，RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度。
也就是说，该估计得到与多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置就是多个WI-FI AP的加权平均位置，该加权平均位置是指每一个参考点的坐标值在赋予权值之后的加权平均的坐标值。
图2是本发明实施例提供的各信号强度变化区间分别对应的WI-FI AP加权平均位置的示意图；其中，图2(a)是信号强度为[-60,-70]时WI-FI AP加权平均位置示意图；图2(b)是信号强度为[-70,-80]时WI-FI AP加权平均位置示意图；图2(c)是信号强度为[-80,-90]时WI-FI AP加权平均位置示意图；图2(d)是信号强度为[-90,-100]时WI-FI AP加权平均位置示意图。
图2中，横坐标和纵坐标单位为米，横坐标和纵坐标示出了各参考点的位置。例如，横坐标为从东到西的方向，纵坐标为从南到北的方向。图2中的空心圆指示的是各参考点的横纵坐标，米字形状的图形指示的是WI-FI AP在相应信号强度变化区间中的加权平均位置即所估计的WI-FI AP位置。
由图2可知，对于固定WI-FIAP，如图2(a)所示，信号强度变化区间的端点值越大，参考点在空间分布越集中，WI-FI AP加权平均位置与各个参考点位置的距离越小；反之，如图2(d)所示，信号强度变化区间的端点值越小，参考点在空间分布越分散，WI-FI AP加权平均位置与各个参考点位置的距离越大。
步骤110，采集终端根据分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
该WI-FI AP的信号图的散度divergence是指该WI-FI AP的信号图中各参考点与该估计的WI-FI AP位置的散列程度，其可以由WI-FI AP加权平均位置的欧式距离的平均值来确定，下面将详述。
在一个示例中，计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
具体地，该WI-FI AP的信号图的散度计算公式如下：
Figure BDA0001703356290000123
其中，divj为WI-FI AP的信号图的散度，Li(x)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的横坐标，Li(y)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的纵坐标，L*(x)为该估计得到的WI-FIAP位置的横坐标，L*(y)为该估计得到的WI-FI AP位置的纵坐标，Nj为参考点的数量。
步骤111，采集终端根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
在一个示例中，如果根据WI-FI AP的信号图划分出的信号强度变化区间的端点值越小，该信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，如果根据WI-FI AP的信号图划分出的信号强度变化区间的端点值越大，该信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定该WI-FIAP为移动WI-FI AP。下面详述。
本实施例一针对的是室内定位场景下的移动建库方式，室内定位场景包含商超、车库、写字楼、车站等，在这些室内定位区域内，往往会部署有多个固定WI-FI AP，偶尔会存在移动WI-FI AP。移动WI-FIAP通常是移动终端的WI-FI热点、车机上的WI-FI热点等。室内环境可以理想化为一个自由空间，在这个自由空间内，一个部署在该空间内的WI-FIAP所发射出来的信号可以覆盖这个自由空间很大一部分面积，而且信号的接收功率通常能够满足指数级衰减关系。因此，对于室内环境，位置指纹数据库中固定WI-FIAP指纹包含的参考点数量多，且其信号强度的变化范围跨度大，例如信号强度变化范围[-52,-98]dBm。
定位区域内的固定WI-FIAP均部署在固定的位置，总体上满足电磁波在自由空间内的传输模型，即信号的接收功率与距离成指数级衰减关系。
而对于移动WI-FIAP，在一次或者多次采集构建位置指纹数据库的过程中，其位置是不固定的，因此在位置指纹数据库中，移动WI-FIAP的信号强度的分布并无一定规律，也不满足电磁波在自由空间内的指数级衰减模型，信号强度的空间分布是杂乱的。
图3是本发明实施例提供的固定WI-FIAP与移动WI-FIAP的信号强度分布示意图；其中，图3(a)是固定WI-FI AP信号强度分布示意图，图3(b)是移动WI-FI AP信号强度分布示意图。
在图3(a)中，x坐标、y坐标单位是米，z坐标单位是dBm；且x坐标、y坐标表示二维平面的空间方向；例如x轴为东西方向，y轴为南北方向。在图3(b)中，x坐标，y坐标单位是米，z坐标单位是dBm；且x坐标、y坐标表示二维平面的空间方向；例如x轴为东西方向，y轴为南北方向。
由图3可知，对于固定WI-FIAP，在定位区域内的信号强度分布是连续的，其包络曲线呈山坡状，而峰顶(在信号强度最大值处)即为WI-FIAP部署位置。且固定WI-FIAP的信号强度分布具有如下特点：
(1)只有一个峰顶；
(2)信号强度越大，参考点位置距离峰顶越近，参考点的离散度越小；
(3)信号强度越小，参考点位置距离峰顶越远，参考点的离散度越大。
而对于移动WI-FIAP，由于在建库扫描过程中，移动WI-FIAP的位置也是不断变化的，因此移动WI-FIAP在整个定位区域内的信号强度分布具有如下特点：
(1)可能有多个峰顶；
(2)信号强度变化不规律，会出现间断点或者信号强度变化剧烈的区域。
因此，对于固定WI-FIAP，无论室内环境如何，均满足信号强度越大，WI-FI AP的信号图的参考点的位置越集聚；信号强度越小，WI-FI AP的信号图的参考点的位置越分散，即信号强度区间的端点的数值越大，对应的散度值越小。而对于移动WI-FIAP，并不满足上述特征，即不同信号强度区间的散度值无特定规律。
参见图4，图4是本发明实施例提供的WI-FI AP信号强度区间与WI-FI AP散度值关系示意图；其中，图4(a)是固定WI-FI AP的信号强度区间与固定WI-FI AP的散度值关系示意图；图4(b)是移动WI-FI AP的信号强度区间与移动WI-FI AP的散度值关系示意图。图4中，横坐标表示信号强度变化区间，纵坐标是WI-FI AP散度值。
由图4可知，对于固定WI-FIAP，随着信号强度区间端点值的减小，散度值逐渐增高，说明WI-FI AP的信号图中参考点的空间分布越来越分散；且随着信号强度区间端点值的增大，散度值逐渐降低，说明WI-FI AP的信号图中参考点的空间分布越来越集中。而对于移动WI-FIAP，信号强度区间端点值的变化与散度值的变化无规律。因此可以通过上述特征识别出移动WI-FIAP。
此外，对于固定WI-FI AP,下一级RSSI区间的信号图参考点覆盖范围会包含上一级RSSI区间的覆盖范围。而对于移动WI-FIAP，则无此规律。参见图5。
图5是本发明实施例提供的WI-FI AP信号强度区间与WI-FI AP空间位置关系示意图；其中，图5(a)是固定WI-FI AP的信号强度区间与固定WI-FI AP空间位置关系示意图；图5(b)是移动WI-FI AP的信号强度区间与移动WI-FI AP空间位置关系示意图。图5中，横坐标和纵坐标表示参考点的空间位置坐标，米字形状的图像表示参考点。
图5中，横坐标、纵坐标单位是米，表示的是二维空间的方位。例如x轴表示从东到西的方向，y轴表示从南到北的方向。
由图5可知，对于固定WI-FI AP,[-90,-100]dBm信号强度变化区间的信号图覆盖范围包含[-80,-90]dBm信号强度变化区间的信号图；[-80,-90]dBm信号强度变化区间的信号图覆盖范围包含[-70,-80]dBm信号强度变化区间的信号图；[-70,-80]dBm信号强度变化区间的信号图覆盖范围包含[-60,-70]dBm信号强度变化区间的信号图。而对于移动WI-FIAP则没有上述规律。
需要说明的是，上述步骤106-步骤111是以采集终端识别移动WI-FI AP为例，实际上，也可以由定位服务器识别移动WI-FI AP。即定位服务器根据现有的指纹数据库中的WI-FIAP指纹数据，识别该指纹数据库中的移动WI-FI AP。定位服务器如何识别移动WI-FI AP与上述采集终端识别移动WI-FI AP方法相同，在此不再赘述。
此外，上述步骤101-111提供了一种室内移动建库并在该新建的指纹数据库中确定移动WI-FI AP的方法。在该移动WI-FI AP确定情况下，本发明实施例还可以通过删除指纹数据库中的移动WI-FI AP的方式，更新指纹数据库，并基于该更新后的指纹数据库，实现定位功能。也就是说，本发明实施例还提供了一种基于WI-FI AP的定位方法，该定位方法是在指纹数据库中已经删除移动WI-FI AP基础上实现的。下面继续阐述本发明实施例如何基于更新后的指纹数据库，实现定位功能。
步骤112，采集终端将其筛选出的移动WI-FI AP信息发送至定位服务器。
步骤113，定位服务器将移动WI-FI AP从指纹数据库中删除，更新指纹数据库。
在一个示例中，定位服务器定期对指纹数据库进行更新。例如，定位服务器每一个小时删除一次指纹数据库中的移动WI-FI AP，更新指纹数据库。
步骤114，定位服务器接收来自定位终端的信号强度向量RSSI。
具体地，定位终端如具有定位功能的手机终端在定位区域内的某位置接收到了一组WI-FI AP信号，信号强度为RSSI＝(RSSI1,RSSI2,…,RSSIM)；其中，RSSI1是指第1个WI-FIAP的信号强度，RSSI2是指第2个WI-FI AP的信号强度，RSSIM是指第M个WI-FI AP的信号强度。
步骤115，定位服务器计算该信号强度向量RSSI与指纹数据库中各参考点的指纹数据的欧式距离，即
Figure BDA0001703356290000151
公式(3)中，di为欧式距离，RSSIj为该定位区域内第I个参考点的第j个WI-FI AP的信号强度，RSSi j为指纹数据库中第i参考点的第j个WI-FI AP的信号强度，N为指纹数据库参考点数量，M为指纹数据库中的WI-FI AP数量。由公式(3)可知，欧式距离值越小，表示定位终端的信号强度与该参考点信号强度越相差越小，该定位终端位置与参考点位置越匹配，即定位终端距离该参考点越近；反之，则表示距离越远。
步骤116，定位服务器将计算出来的欧式距离值从小到大排列，取前n个最小值对应的参考点，对其横纵坐标分别加权计算，就得到该定位终端的定位结果。该定位结果L为：
Figure BDA0001703356290000152
其中，Wi为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure BDA0001703356290000153
RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度。根据计算得出的定位结果L能够确定定位终端位置，从而实现了对定位终端的精准定位。
本发明实施例一提供了室内移动建库的移动WI-FI AP确定方法以及相应定位方法。本发明实施例一通过筛选移动WI-FI AP，并将移动WI-FI AP从指纹数据库中删除的方式，剔除了对定位精度起到破坏作用的移动WI-FI AP数据指纹。本发明实施例基于仅包含固定WI-FI AP的指纹数据库对用户进行定位，提高了定位精度。
实施例二
本发明实施例二涉及的是室内定位场景下的定点建库方式。定点建库是指在定位区域内事先划出纵横的网格，以每个网格的交叉点为参考点采集WI-FI信号，从而构建WI-FI指纹数据库。对于定点建库方式，同一参考点会采集到多条指纹数据。
图6是本发明实施例提供的基于室内定点建库的WI-FI指纹定位方法示意图。
步骤601，采集终端定点采集室内定位区域内由多个WI-FI AP分别发射的多个beacon帧(信标帧)，提取各beacon帧中的BSSID(basic service set identifier，基本服务集标识)，同时获取各BSSID对应的多个信号强度(下面详述)。其中，该BSSID即为WI-FIAP的MAC(media access control，媒体访问控制)地址，且WI-FI AP可由其MAC地址唯一表示，因此，由BSSID可唯一确定WI-FI AP。
步骤602，采集终端将其采集到的定位区域内各参考点的BSSID及其相应信号强度RSSI发送至定位服务器。
需要说明的是，定点建库中采集终端采集WI-FI指纹数据，与移动建库采集终端采集WI-FI指纹数据的方法，区别在于，对于定点建库方式，采集终端在定位区域内事先划好的每个网格的节点上站立不动采集信息，会在同一参考点采集到多条WI-FI指纹数据，并将该多条WI-FI指纹数据发送至定位服务器；而移动建库方式则需要采集人员手持采集终端迅速前进。此外，对于定点建库来说，采集终端的位置坐标是已知的，因此各参考点的位置坐标是已知的，不需要像移动建库方式一样由采集终端或定位服务计算出各参考点的位置坐标。
步骤603，定位服务器根据定位区域内各参考点的WI-FI AP信号强度的多个数值，计算该多个数值的方差。
对于定点建库方式，各参考点的位置坐标已经预存在定位服务器中。
步骤604，定位服务器判定该方差与方差阈值大小关系，若定位服务器计算得出的方差大于等于方差阈值时，则确定超过该方差阈值的信号强度对应的WI-FI AP为移动WI-FIAP。若定位服务器计算得出的方差大于等于方差阈值，则确定为移动WI-FI AP；若方差小于方差阈值，则执行下述步骤605，以继续识别移动WI-FI AP。下面详述理由。
如果是固定WI-FIAP，则在同一位置处，该WI-FIAP信号强度虽然有波动，但都维持在一个区间范围之内，因此信号强度的方差变化不大。但是对于移动WI-FIAP，在定点建库的过程中，该移动WI-FIAP的位置不断发生变化，因此接收到该移动WI-FIAP的信号强度变化大，对应信号强度方差变化大。因此，本发明实施例通过判断WI-FI AP信号强度的方差能够筛选出一部分移动WI-FIAP。即如果信号强度方差大于等于方差阈值，则确定该WI-FIAP为移动WI-FIAP，如果信号强度方法小于方差阈值，则继续识别指纹数据库中是否存在移动WI-FI AP。
需要说明的是，上述步骤603、步骤604执行主体也可以是采集终端，也就是说，也可以由采集终端根据各参考点的WI-FI AP信号强度的多个数值，计算该多个数值的方差；根据该计算得到的方差与方差阈值的大小关系确定是否包含移动WI-FI AP。
步骤605，采集终端向定位服务器发送请求，以获取定位区域内的多个参考点的各WI-FI AP指纹数据；其中，WI-FI AP指纹数据存储于定位服务器的定位数据库中。
对于定点建库方式，由于在一个采集点中会采集到多条数据指纹，需要将采集到的多条指纹整合成一条指纹，作为代表该采集点位置的位置指纹数据。一个整合方法的例子为，提取出上述多条指纹数据中包含的所有MAC地址，计算上述多条指纹中每一个MAC地址对应的RSSI的均值，将该RSSI均值作为该MAC地址对应的信号强度值，形成一条由每一个MAC地址和其对应RSSI均值组成的指纹数据。
步骤606，采集终端根据其接收到的定位区域内的多个WI-FI AP指纹数据，确定各WI-FI AP的信号图。该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度。
在位置指纹数据库中，每一条位置指纹均由参考点的位置坐标以及信号强度向量RSSI构成，参见表3。对于每个WI-FIAP，将位置指纹中含有该WI-FIAP的信号强度向量RSSI与对应参考点的坐标提取出来，就形成了该WI-FIAP的信号图。也就是说，对于某WI-FIAP，在其WI-FI AP的信号图中包括多个参考点坐标以及各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度。上述步骤606就是在位置指纹数据库中，提取各WI-FI AP的信号图。
步骤607，采集终端根据该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，将WI-FI AP信号强度划分为多个信号强度变化区间。
经实地测试，固定WI-FI AP在定位区域内的RSSI变化范围为-40ˉ-100dBm。通常情况下，同一位置处同一固定WI-FIAP的RSSI的变化不会超过10dBm。因此，可以以10dBm为步长，设置RSSI区间。例如，某个固定WI-FIAP在定位区域内的RSSI变化范围为-52ˉ-98dBm，则将信号强度变化区间分别划分为[-50,-60]，[-60,-70]，[-70,-80]，[-80,-90]和[-90,-100]。
需要说明的是，也可以先执行下述步骤608，再执行上述步骤607。
步骤608，采集终端根据WI-FI AP信号图中多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到该WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由相应参考点的信号强度确定。具体参见图2。
也就是说，该估计得到与多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FIAP位置就是多个WI-FI AP的加权平均位置，该加权平均位置是指每一个参考点的坐标值在赋予权值之后的加权平均的坐标值。
步骤609，采集终端根据该分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
在一个示例中，计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
步骤610，采集终端根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
在一个示例中，如果根据WI-FI AP的信号图划分出的信号强度变化区间的端点值越小，该信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，如果根据WI-FI AP的信号图划分出的信号强度变化区间的端点值越大，该信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定该WI-FIAP为移动WI-FI AP。
需要说明的是，上述步骤603、604是先识别出指纹数据库中的部分移动WI-FI AP，再经过步骤605-610进一步识别指纹数据库中其他WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
此外，上述步骤601-610提供了一种室内定点建库并在该新建的指纹数据库中确定移动WI-FI AP的方法。在该移动WI-FI AP确定情况下，本发明实施例还可以通过删除指纹数据库中的移动WI-FI AP的方式，更新指纹数据库，并基于该更新后的指纹数据库，实现定位功能。也就是说，本发明实施例还提供了一种基于WI-FI AP的定位方法，该定位方法是在指纹数据库中已经删除移动WI-FI AP基础上实现的。下面继续阐述本发明实施例如何基于更新后的指纹数据库，实现定位功能。
步骤611，采集终端将其筛选出的移动WI-FI AP信息发送至定位服务器。
步骤612，定位服务器将移动WI-FI AP从指纹数据库中删除，更新指纹数据库。
步骤613，定位服务器接收来自定位终端的信号强度向量RSSI。
具体地，定位终端如具有定位功能的手机终端在定位区域内的某位置接收到了一组WI-FI AP信号，信号强度为RSSI＝(RSSI1,RSSI2,…,RSSIM)；其中，RSSI1是指第1个WI-FIAP的信号强度，RSSI2是指第2个WI-FI AP的信号强度，RSSIM是指第M个WI-FI AP的信号强度。
步骤614，定位服务器计算该信号强度向量RSSI与指纹数据库中各参考点的指纹数据的欧式距离di，参见上述公式(3)。欧式距离值越小，表示定位终端的信号强度与该参考点信号强度越相差越小，该定位终端位置与参考点位置越匹配，即定位终端距离该参考点越近；反之，则表示距离越远。
步骤615，定位服务器将计算出来的欧式距离值从小到大排列，取前n个最小值对应的参考点，对其横纵坐标分别加权计算，就得到该定位终端的定位结果。该定位结果L参见上述公式(4)，从而确定定位终端的位置，实现了对定位终端的精准定位。
本发明实施例二提供了室内定点建库的移动WI-FI AP确定方法以及相应定位方法。本发明实施例通过筛选移动WI-FI AP，并将移动WI-FI AP从指纹数据库中删除的方式，剔除了对定位精度起到破坏作用的移动WI-FI AP数据指纹。本发明实施例基于仅包含固定WI-FI AP的指纹数据库对用户进行定位，提高了定位精度。
实施例三
本发明实施例三涉及的是室外定位场景下的建库方式，适用于室外定位场景下的定点建库方式和室外定位场景下的移动建库方式。
图7是本发明实施例提供的基于室外建库的WI-FI指纹定位方法示意图。
步骤701，采集终端采集室外定位区域内由多个WI-FI AP分别发射的多个beacon帧(信标帧)，提取各beacon帧中的BSSID(basic service set identifier，基本服务集标识)，同时获取各BSSID对应的多个信号强度(下面详述)。采集终端在采集beacon帧的同时，采集终端获取室外定位区域内的各参考点的位置坐标。
在室外定位场景下，位置坐标通过GPS获得。采集人员在在采集WI-FI AP指纹数据过程中，将采集终端的GPS和WI-FI功能同时开启，在采集到WI-FI信号的同时记录下当前的GPS坐标。因此，在室外定位场景，采集到的参考点的位置坐标单位是经纬度坐标，而则室内定位场景中，参考点坐标则是米或分米等。
步骤702，采集终端将其采集到的定位区域内各参考点的BSSID及其相应信号强度向量RSSI发送至定位服务器。
步骤703，根据定位区域内各参考点的BSSID及其相应信号强度向量RSSI，生成初始的室外位置指纹数据库。
步骤704，采集终端向定位服务器发送请求，以获取室外定位区域内的WI-FI AP位置指纹数据。
步骤705，采集终端接收到室外定位区域内的多个WI-FI AP指纹数据，根据该多个WI-FI AP指纹数据，确定各WI-FI AP的信号图。该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度。
步骤706，采集终端根据各WI-FI AP信号图估计得到各WI-FI AP的位置。
在一个示例中，根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到该WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由相应参考点的信号强度确定。
步骤707，采集终端根据该估计得到的WI-FI AP位置,确定与该WI-FI AP的信号图的散度。
该WI-FI AP的信号图的散度divergence是指该WI-FI AP的信号图中各参考点与该估计的WI-FI AP位置的散列程度，其可以由WI-FI AP加权平均位置的欧式距离的平均值来确定。
在一个示例中，计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
步骤708，采集终端根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
在一个示例中，在该WI-FI AP的信号图的散度值大于室外散度阈值情况下，确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。例如，该室外散度阈值取值为60-100米。
需要说明的是，上述步骤703-步骤708是以采集终端识别移动WI-FI AP为例，实际上，也可以由定位服务器识别移动WI-FI AP。即定位服务器根据现有的指纹数据库中的WI-FIAP指纹数据，识别该指纹数据库中的移动WI-FI AP。定位服务器如何识别移动WI-FI AP与采集终端识别移动WI-FI AP方法相同，在此不再赘述。
此外，上述步骤701-708提供了一种室外建库并在该新建的指纹数据库中确定移动WI-FI AP的方法。在该移动WI-FI AP确定情况下，本发明实施例还可以通过删除指纹数据库中的移动WI-FI AP的方式，更新指纹数据库，并基于该更新后的指纹数据库，实现定位功能。也就是说，本发明实施例还提供了一种基于WI-FI AP的定位方法，该定位方法是在指纹数据库中已经删除移动WI-FI AP基础上实现的。下面继续阐述本发明实施例如何基于更新后的指纹数据库，实现定位功能。
步骤709，采集终端将其筛选出的移动WI-FI AP信息发送至定位服务器。
步骤710，定位服务器将移动WI-FI AP从指纹数据库中删除，更新指纹数据库。
步骤711，定位服务器接收来自定位终端的信号强度向量RSSI。
步骤712，定位服务器计算该信号强度向量RSSI与指纹数据库中各参考点的指纹数据的欧式距离。欧式距离值越小，表示定位终端的信号强度与该参考点信号强度越相差越小，该定位终端位置与参考点位置越匹配，即定位终端距离该参考点越近；反之，则表示距离越远。
步骤713，定位服务器将计算出来的欧式距离值从小到大排列，取前n个最小值对应的参考点，对其横纵坐标分别加权计算，就得到该定位终端的定位结果。根据计算得出的定位结果L能够确定定位终端位置，从而实现了对定位终端的精准定位。
本发明实施例三提供了室外建库的移动WI-FI AP确定方法以及相应定位方法。本发明实施例通过筛选移动WI-FI AP，并将移动WI-FI AP从指纹数据库中删除的方式，剔除了对定位精度起到破坏作用的移动WI-FI AP数据指纹。本发明实施例基于仅包含固定WI-FI AP的指纹数据库对用户进行定位，提高了定位精度。
图8是本发明实施例提供的一种确定移动无线保真接入点WI-FI AP设备框图。
在一个示例中，该确定WI-FI AP设备800可以是采集终端也可以是定位服务器。
该确定WI-FI AP设备800包括信号图确定单元810、位置估计单元820、散度确定单元830、移动AP确定单元840。
信号图确定单元810，用于对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度。
位置估计单元820，用于根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置。
散度确定单元830，用于根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度。
移动AP确定单元840，用于根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
在一个示例中，位置估计单元820还用于将该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；根据该多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，该散度确定单元830还用于根据该分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
在一个示例中，该移动AP确定单元840还用于，在该信号强度变化区间的端点值越小，该信号强度变化区间所对应的散度越大情况下，或者在该信号强度变化区间的端点值越大，该信号强度变化区间所对应的散度越小情况下，确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该位置估计单元820还用于根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由该相应参考点的信号强度确定。
进一步地，该位置估计单元820还用于，根据该WI-FI AP的信号图，计算
Figure BDA0001703356290000201
得到该WI-FI AP的位置；其中，L*为估计得到的该WI-FI AP的位置，Li为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标；Wi为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure BDA0001703356290000202
其中，RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度。
在一个示例中，该散度确定单元830还用于，计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
进一步地，该散度确定单元830还用于计算
Figure BDA0001703356290000203
其中，divi为WI-FI AP的信号图的散度，Li(x)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的横坐标，Li(y)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的纵坐标，L*(x)为该估计得到的WI-FIAP位置的横坐标，L*(y)为该估计得到的WI-FI AP位置的纵坐标，Nj为参考点的数量。
在一个示例中，信号图确定单元810还用于，获取该定位区域内各参考点的该WI-FIAP信号强度的多个数值，计算该多个数值的方差，并在该方差小于方差阈值时，执行该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图。
在一个示例中，移动AP确定单元840还用于，在该散度值大于室外散度阈值情况下，确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
图9是本发明一个实施例提供的一种基于无线保真WI-FI定位设备框图。该WI-FI定位设备910包括信号图确定单元910、位置估计单元920、散度确定单元930、移动AP确定单元940、AP筛选单元950、定位单元960。
信号图确定单元910，用于对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度。
位置估计单元920，用于根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置。
散度确定单元930，用于根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度。
移动AP确定单元940，用于根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
AP筛选单元950，用于在确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP情况下，将该移动WI-FIAP从指纹数据库中删除。
定位单元960，用于将基于在该定位区域内获取的信号强度与该指纹数据库中的各参考点的信号强度进行匹配，确定对该获取信号强度的装置的定位结果。
在一个示例中，位置估计单元920还用于将该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；根据该多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，散度确定单元930还用于根据该分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
在一个示例中，移动AP确定单元940还用于在该信号强度变化区间的端点值越小，该信号强度变化区间所对应的散度越大情况下，或者在该信号强度变化区间的端点值越大，该信号强度变化区间所对应的散度越小情况下，确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，位置估计单元920还用于根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FIAP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由该相应参考点的信号强度确定。
在一个示例中，散度确定单元930还用于计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
在一个示例中，信号图确定单元910还用于获取该定位区域内各参考点的该WI-FIAP信号强度的多个数值，计算该多个数值的方差，并在该方差小于方差阈值时，执行该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图。
在一个示例中，移动AP确定单元940还用于在该散度值大于室外散度阈值情况下，确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
本发明实施例能够识别出WI-FI指纹数据库中的移动AP。由于移动AP的指纹数据对于WI-FI指纹定位具有破坏性作用，本发明实施例通过将移动AP从WI-FI指纹数据库中删除的方式，提高了WI-FI指纹数据库的质量，进而提高了WI-FI指纹定位的精度，同时还降低了WI-FI指纹数据库的数据量，从而降低了计算的该复杂度。
图10是本发明一个实施例提供的采集终端示意图。该采集终端1010包括接收器1011、处理器1012、发射器1013。
该接收器1011用于接收来自定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP的广播帧。
该处理器1012用于基于该WI-FI AP对应的广播帧，确定相应WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度；根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置；根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度；根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
该发射器1013用于将确定出的移动WI-FI AP相关信息，发送至定位服务器。
在一个示例中，该处理器1012还用于：将该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；根据该多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，该处理器1012还用于：根据该分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
在一个示例中，该处理器1012还用于：在该信号强度变化区间的端点值越小情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，在该信号强度变化区间的端点值越大情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该处理器1012还用于：根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由该相应参考点的信号强度确定。
在一个示例中，该处理器1012还用于：根据该WI-FI AP的信号图，计算
Figure BDA0001703356290000221
得到该WI-FI AP的位置；其中，L*为估计得到的该WI-FI AP的位置，Li为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标；Wi为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure BDA0001703356290000222
其中，RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
在一个示例中，该处理器1012还用于：计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
在一个示例中，该处理器1012根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度，具体为：计算
Figure BDA0001703356290000223
其中，divj为WI-FIAP的信号图的散度，Li(x)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的横坐标，Li(y)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的纵坐标，L*(x)为该估计得到的WI-FI AP位置的横坐标，L*(y)为该估计得到的WI-FI AP位置的纵坐标，Nj为参考点的数量。
在一个示例中，该接收器1011还用于接收该定位区域内各参考点的该WI-FI AP信号强度的多个数值；该处理器1012还用于计算该多个数值的方差，并在该方差小于方差阈值时，根据该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图。
在一个示例中，该处理器1012还用于：在该散度值大于室外散度阈值情况下，确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
图11是本发明一个实施例提供的定位服务器示意图。该定位服务器1110包括接收器1111、处理器1112。
该接收器1111用于接收来自定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP的广播帧。
该处理器1112用于基于该WI-FI AP对应的广播帧，确定相应WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度；根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置；根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度；根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该处理器1112还用于：将该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；根据该多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，该处理器1112还用于：根据该分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
在一个示例中，该处理器1112还用于：在该信号强度变化区间的端点值越小情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，在该信号强度变化区间的端点值越大情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该处理器1112还用于：根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由该相应参考点的信号强度确定。
在一个示例中，该处理器1112还用于：根据该WI-FI AP的信号图，计算
Figure BDA0001703356290000231
得到该WI-FI AP的位置；其中，L*为估计得到的该WI-FI AP的位置，Li为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标；Wi为该WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure BDA0001703356290000232
其中，RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
在一个示例中，该处理器1112还用于：计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
在一个示例中，该处理器1112根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度，具体为：计算
Figure BDA0001703356290000241
其中，divj为WI-FIAP的信号图的散度，Li(x)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的横坐标，Li(y)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的纵坐标，L*(x)为该估计得到的WI-FI AP位置的横坐标，L*(y)为该估计得到的WI-FI AP位置的纵坐标，Nj为参考点的数量。
在一个示例中，该接收器1111还用于接收该定位区域内各参考点的该WI-FI AP信号强度的多个数值；该处理器1012还用于计算该多个数值的方差，并在该方差小于方差阈值时，根据该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图。
在一个示例中，该处理器1112还用于：在该散度值大于室外散度阈值情况下，确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
图12是本发明另一个实施例提供的定位服务器示意图。该定位服务器1210包括接收器1211、处理器1212。
该接收器1211用于接收来自多个无线保真接入点WI-FI AP的广播帧。
该处理器1212用于基于该多个WI-FI AP的广播帧，确定相应WI-FI AP的信号图，该WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的该WI-FI AP的信号强度；根据该WI-FI AP的信号图，估计该WI-FI AP的位置；根据该估计的WI-FI AP位置，确定该WI-FI AP的信号图的散度；根据该WI-FI AP的信号图的散度，确定该WI-FI AP是否为移动WI-FI AP；在确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP情况下，将该移动WI-FI AP从指纹数据库中删除；将基于在该定位区域内获取的信号强度与该指纹数据库中的各参考点的信号强度进行匹配，确定对该获取信号强度的装置的定位结果。
在一个示例中，该处理器1212还用于：将该WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；根据该多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
在一个示例中，该处理器1212还用于：根据该分别估计得到的与该多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与该多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
在一个示例中，该处理器1212还用于：在该信号强度变化区间的端点值越小情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，在该信号强度变化区间的端点值越大情况下，该信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该处理器1212还用于：根据该WI-FI AP的信号图，得到该WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，该加权算法的权重由该相应参考点的信号强度确定。
在一个示例中，该处理器1212还用于：计算该WI-FI AP的信号图中多个参考点与该估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定该平均值为该WI-FI AP的信号图的散度。
在一个示例中，该接收器1211还用于获取该定位区域内各参考点的该WI-FI AP信号强度的多个数值。该处理器1212还用于计算该多个数值的方差，并在该方差小于方差阈值时，根据该对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图。
在一个示例中，该处理器1212还用于：在该散度值大于室外散度阈值情况下，确定该WI-FI AP为移动WI-FI AP。
在一个示例中，该处理器1212还用于：计算欧式距离
Figure BDA0001703356290000251
其中，RSSIj为该定位区域内第I个参考点的第j个WI-FI AP的信号强度，RSSi j为该指纹数据库中第i个参考点的第j个WI-FI AP的信号强度，N为指纹数据库参考点数量，M为指纹数据库中的WI-FI AP数量；获取该欧式距离di中最小的n个欧式距离，得到该定位结果L：
Figure BDA0001703356290000252
且
Figure BDA0001703356290000253
其中；RSSi表示该WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令处理器完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质是非短暂性(英文：non-transitory)介质，例如随机存取存储器，只读存储器，快闪存储器，硬盘，固态硬盘，磁带(英文：magnetic tape)，软盘(英文：floppy disk)，光盘(英文：optical disc)及其任意组合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (37)

1.一种确定移动无线保真接入点WI-FI AP的方法，其特征在于，包括：
对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图，所述WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的所述WI-FI AP的信号强度；
根据所述WI-FI AP的信号图，估计所述WI-FI AP的位置；
根据所述估计的WI-FI AP位置，确定所述WI-FI AP的信号图的散度；
根据所述WI-FI AP的信号图的散度，确定所述WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述WI-FI AP的信号图，估计所述WI-FI AP的位置，包括：
将所述WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；
根据所述多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与所述多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述估计的WI-FI AP位置，确定所述WI-FI AP的信号图的散度，包括：
根据所述分别估计得到的与所述多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与所述多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述WI-FI AP的信号图的散度，确定所述WI-FI AP是否为移动WI-FI AP，包括：
若所述信号强度变化区间的端点值越小，所述信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，若所述信号强度变化区间的端点值越大，所述信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定所述WI-FI AP为移动WI-FI AP。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述WI-FI AP的信号图，估计所述WI-FI AP的位置，包括：
根据所述WI-FI AP的信号图，得到所述WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，所述加权算法的权重由所述相应参考点的信号强度确定。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述WI-FI AP的信号图，估计得到所述WI-FI AP的位置，包括：
根据所述WI-FI AP的信号图，计算
Figure FDA0002508370550000011
得到所述WI-FI AP的位置；其中，L*为估计得到的所述WI-FI AP的位置，Li为所述WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标；Wi为所述WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure FDA0002508370550000012
其中，RSSi表示所述WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述估计的WI-FIAP位置，确定所述WI-FI AP的信号图的散度，包括：
计算所述WI-FI AP的信号图中多个参考点与所述估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定所述平均值为所述WI-FI AP的信号图的散度。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述估计的WI-FIAP位置，确定所述WI-FI AP的信号图的散度，具体为：
计算
Figure FDA0002508370550000021
其中，divj为WI-FI AP的信号图的散度，Li(x)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的横坐标，Li(y)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的纵坐标，L*(x)为所述估计得到的WI-FI AP位置的横坐标，L*(y)为所述估计得到的WI-FI AP位置的纵坐标，Nj为参考点的数量。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图之前，包括：获取所述定位区域内各参考点的所述WI-FI AP信号强度的多个数值，计算所述多个数值的方差，并在所述方差小于方差阈值时，执行所述对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图的步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述WI-FI AP的信号图的散度，确定所述WI-FI AP是否为移动WI-FI AP，包括：
在所述散度值大于室外散度阈值情况下，确定所述WI-FI AP为移动WI-FI AP。
11.一种基于无线保真WI-FI的定位方法，其特征在于，包括：
对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图，所述WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的所述WI-FI AP的信号强度；
根据所述WI-FI AP的信号图，估计所述WI-FI AP的位置；
根据所述估计的WI-FI AP位置，确定所述WI-FI AP的信号图的散度；
根据所述WI-FI AP的信号图的散度，确定所述WI-FI AP是否为移动WI-FI AP；
在确定所述WI-FI AP为移动WI-FI AP情况下，将所述移动WI-FI AP从指纹数据库中删除；
将基于在所述定位区域内获取的信号强度与所述指纹数据库中的各参考点的信号强度进行匹配，确定对所述获取信号强度的装置的定位结果。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述WI-FI AP的信号图，估计所述WI-FI AP的位置，包括：
将所述WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；
根据所述多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与所述多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述估计的WI-FIAP位置，确定所述WI-FI AP的信号图的散度，包括：
根据所述分别估计得到的与所述多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与所述多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述WI-FI AP的信号图的散度，确定所述WI-FI AP是否为移动WI-FI AP，包括：
若所述信号强度变化区间的端点值越小，所述信号强度变化区间所对应的散度越大；或者，若所述信号强度变化区间的端点值越大，所述信号强度变化区间所对应的散度越小；则确定所述WI-FI AP为移动WI-FI AP。
15.根据权利要求11至14任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述WI-FI AP的信号图，估计所述WI-FI AP的位置，包括：
根据所述WI-FI AP的信号图，得到所述WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，所述加权算法的权重由所述相应参考点的信号强度确定。
16.根据权利要求11至14任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述估计的WI-FI AP位置，确定所述WI-FI AP的信号图的散度，包括：
计算所述WI-FI AP的信号图中多个参考点与所述估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定所述平均值为所述WI-FI AP的信号图的散度。
17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图之前，包括：获取所述定位区域内各参考点的所述WI-FI AP信号强度的多个数值，计算所述多个数值的方差，并在所述方差小于方差阈值时，执行所述对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图的步骤。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，包括：所述根据所述WI-FI AP的信号图的散度，确定所述WI-FI AP是否为移动WI-FI AP，包括：
在所述散度值大于室外散度阈值情况下，确定所述WI-FI AP为移动WI-FI AP。
19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述将基于在所述定位区域内获取的信号强度与所述指纹数据库中的各参考点的信号强度进行匹配，确定对所述获取信号强度的装置的定位结果，包括：
计算欧式距离
Figure FDA0002508370550000031
其中，RSSIj为所述定位区域内第I个参考点的第j个WI-FI AP的信号强度，RSSi j为所述指纹数据库中第i个参考点的第j个WI-FI AP的信号强度，N为指纹数据库参考点数量，M为指纹数据库中的WI-FI AP数量；
获取所述欧式距离di中最小的n个欧式距离，得到定位结果L：
Figure FDA0002508370550000032
且
Figure FDA0002508370550000033
其中；RSSi表示所述WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
20.一种确定移动无线保真接入点WI-FI AP的设备，其特征在于，包括：
信号图确定单元，用于对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FIAP的信号图，所述WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的所述WI-FI AP的信号强度；
位置估计单元，用于根据所述WI-FI AP的信号图，估计所述WI-FI AP的位置；
散度确定单元，用于根据所述估计的WI-FI AP位置，确定所述WI-FI AP的信号图的散度；
移动AP确定单元，用于根据所述WI-FI AP的信号图的散度，确定所述WI-FI AP是否为移动WI-FI AP。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述位置估计单元还用于：
将所述WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；
根据所述多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与所述多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
22.根据权利要求21所述的设备，其特征在于，所述散度确定单元还用于：
根据所述分别估计得到的与所述多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与所述多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
23.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述移动AP确定单元还用于：
在所述信号强度变化区间的端点值越小，所述信号强度变化区间所对应的散度越大情况下，或者在所述信号强度变化区间的端点值越大，所述信号强度变化区间所对应的散度越小情况下，确定所述WI-FI AP为移动WI-FI AP。
24.根据权利要求20至23任意一项所述的设备，其特征在于，所述位置估计单元还用于：
根据所述WI-FI AP的信号图，得到所述WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，所述加权算法的权重由所述相应参考点的信号强度确定。
25.根据权利要求20至23任意一项所述的设备，其特征在于，所述位置估计单元还用于：
根据所述WI-FI AP的信号图，计算
Figure FDA0002508370550000041
得到所述WI-FI AP的位置；其中，L*为估计得到的所述WI-FI AP的位置，Li为所述WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标；Wi为所述WI-FI AP的信号图内第i个参考点坐标对应的权重；且
Figure FDA0002508370550000042
其中，RSSi表示所述WI-FI AP的信号图内第i个参考点的信号强度，RSSj表示所述WI-FI AP的信号图内第j个参考点的信号强度。
26.根据权利要求20至23任意一项所述的设备，其特征在于，所述散度确定单元还用于：
计算所述WI-FI AP的信号图中多个参考点与所述估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定所述平均值为所述WI-FI AP的信号图的散度。
27.根据权利要求20至23任意一项所述的设备，其特征在于，所述散度确定单元还用于：
计算
Figure FDA0002508370550000051
其中，divj为WI-FI AP的信号图的散度，Li(x)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的横坐标，Li(y)为WI-FI AP的信号图中第i个参考点的纵坐标，L*(x)为所述估计得到的WI-FI AP位置的横坐标，L*(y)为所述估计得到的WI-FI AP位置的纵坐标，Nj为参考点的数量。
28.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述信号图确定单元还用于：获取所述定位区域内各参考点的所述WI-FI AP信号强度的多个数值，计算所述多个数值的方差，并在所述方差小于方差阈值时，执行所述对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图。
29.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述移动AP确定单元还用于：在所述散度值大于室外散度阈值情况下，确定所述WI-FI AP为移动WI-FI AP。
30.一种基于无线保真WI-FI的定位设备，其特征在于，包括：
信号图确定单元，用于对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FIAP的信号图，所述WI-FI AP的信号图包括多个参考点坐标以及相应各参考点坐标对应的所述WI-FI AP的信号强度；
位置估计单元，用于根据所述WI-FI AP的信号图，估计所述WI-FI AP的位置；
散度确定单元，用于根据所述估计的WI-FI AP位置，确定所述WI-FI AP的信号图的散度；
移动AP确定单元，用于根据所述WI-FI AP的信号图的散度，确定所述WI-FI AP是否为移动WI-FI AP；
AP筛选单元，用于在确定所述WI-FI AP为移动WI-FI AP情况下，将所述移动WI-FI AP从指纹数据库中删除；
定位单元，用于将基于在所述定位区域内获取的信号强度与所述指纹数据库中的各参考点的信号强度进行匹配，确定对所述获取信号强度的装置的定位结果。
31.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，所述位置估计单元还用于：
将所述WI-FI AP的信号图中信号强度的变化范围，划分为多个信号强度变化区间；
根据所述多个信号强度变化区间的参考点坐标，分别估计得到与所述多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置。
32.根据权利要求31所述的设备，其特征在于，所述散度确定单元还用于：
根据所述分别估计得到的与所述多个信号强度变化区间相对应的多个WI-FI AP位置,确定与所述多个信号强度变化区间分别相对应的多个散度。
33.根据权利要求32所述的设备，其特征在于，所述移动AP确定单元还用于：
在所述信号强度变化区间的端点值越小，所述信号强度变化区间所对应的散度越大情况下，或者在所述信号强度变化区间的端点值越大，所述信号强度变化区间所对应的散度越小情况下，确定所述WI-FI AP为移动WI-FI AP。
34.根据权利要求30至33任意一项所述的设备，其特征在于，所述位置估计单元还用于：
根据所述WI-FI AP的信号图，得到所述WI-FI AP对应的各参考点的坐标，通过加权算法，估计得到WI-FI AP位置；其中，所述加权算法的权重由所述相应参考点的信号强度确定。
35.根据权利要求30至33任意一项所述的设备，其特征在于，所述散度确定单元还用于：
计算所述WI-FI AP的信号图中多个参考点与所述估计的WI-FI AP位置的欧式距离的平均值，确定所述平均值为所述WI-FI AP的信号图的散度。
36.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，所述信号图确定单元还用于：获取所述定位区域内各参考点的所述WI-FI AP信号强度的多个数值，计算所述多个数值的方差，并在所述方差小于方差阈值时，执行所述对于定位区域内的多个无线保真接入点WI-FI AP，确定各WI-FI AP的信号图。
37.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，所述移动AP确定单元还用于：在所述散度值大于室外散度阈值情况下，确定所述WI-FI AP为移动WI-FI AP。
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