[发明专利]基于Wi-Fi指纹的高效隐私保护的室内定位方法

权利要求书

1.一种基于Wi-Fi指纹的高效隐私保护的室内定位方法，其特征在于，首先收集室内每个位置的指纹并生成索引集合；然后将索引集合通过无线网络传给用户端，以待用户完成对自己位置信息的查找，所述的指纹是指每个位置对应每个Wi-Fi接入点的RSS信号；所述的索引集合包括：若干个哈希表、每个哈希表的对应函数组的参数以及用指纹序号标记的每个指纹的位置坐标；

所述的收集室内每个位置的指纹并生成索引集合，具体包括：

1.1)对于一个包含m个位置，n个Wi-Fi接入点的室内场景，位置集合表示为M＝{1,2,…m}，Wi-Fi接入点集合表示为N＝{1,2,…n}，收集室内每个位置、每个Wi-Fi接入点的RSS信号，用f_j＝{f_j¹,f_j²,f_j³,…f_jⁿ}表示第j个位置收集到的、所有n个接入点的信号强度组成的向量，即指纹；

1.2)构建一个由l个哈希表组成的索引集合，该索引集合包含所有的服务器端在每个位置收集的指纹的信息，且用户使用这个索引集合来计算自己的位置坐标，对于第i个哈希表，从位置敏感哈希函数集G＝{g₁,g₂,g₃,…g_l|g_i:Rⁿ→N^k}的集合中选取函数组g_i，来将哈希表i从n个接入点收集的n维向量映射到一个k维向量中，其中：g_i(v)＝(h_i1(v),h_i2(v),…h_ik(v))，每个h_ij(v)函数都是一个具有p稳定性的位置敏感哈希函数，R为实数；

1.3)对每个采集到的指纹f_j映射到每个哈希表i时，计算g_i(f_j)并且得到一个k维的向量s_ij，将这个s_ij向量和指纹序号j一并插入到哈希表i中，循环操作直至每个服务器端指纹库中的指纹均插入到每一个哈希表中，其中循环操作次数为指纹数量n*哈希表数量l；

所述的将索引集合通过无线网络传给用户端，以待用户完成对自己位置信息的查找，具体包括：

2.1)计算用户收集到的指纹f′在每个哈希表i中通过函数g_i(f′)计算得到的s′_i，然后在每个哈希表i中查找是否有与s′_i相等的s_ij，并记录其对应的指纹序号j，即发生碰撞；再计算与j的碰撞次数并生成候选人表格T＝{<ID₁,ω₁>,<ID₂,ω₂>,…,<ID_X,ω_X>}，其中ID₁～ID_x分别为第一至第x个匹配s值的序列号，ω₁～ω_x分别为与序列号匹配的碰撞次数；

2.2)将候选人表格排序，按照每个指纹序号的碰撞次数由高至低递减的顺序，并且取出前c个碰撞次数最高的候选人，将其序号与碰撞次数一起形成候选人优化表格T’＝{<ID’₁,ω’₁>,<ID’₂,ω’₂>,…<ID’_X,ω’_X>}；然后利用候选人优化表格计算用户的实际位置，即其中：即为最终得到的用户坐标，u为变量1～前c个碰撞次数最高的候选人的累加。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的步骤2.2)中，采用了倍数约束R_d来解决相似指纹带来的定位误差问题：该倍数约束R_d规定当所采用的前一个指纹的碰撞次数与后一个指纹的碰撞次数的倍数大于R_d时，停止对后续指纹的采用。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的步骤2.2)中，通过设定累积约束P_t来设定所有候选指纹碰撞次数的总和，从而达到自动控制候选指纹个数的步骤，以削减需要自定义候选指纹个数的步骤：通过P_t乘以总的碰撞次数作为碰撞阈值，在按碰撞次数从大到小处理候选指纹中的一个时，计算当前所有已处理指纹碰撞次数的和，当超过这个阈值，则舍去当前指纹；否则采用当前指纹，继续下一个指纹的处理。