[发明专利]一种基于生成对抗网络的WIFI室内定位指纹库的构建方法

说明书

本发明公开了一种基于生成对抗网络的WIFI室内定位指纹库的构建方法，包括：1、通过测量得到衡量信道情况的信道状态信息，即CSI数据；2、分别将每个位置的CSI数据处理为对应的幅值相位特征图初步构建指纹库；3、将得到的幅值相位特征图送入生成对抗网络中训练生成更多的幅值相位特征图，从而构建样本充足的WIFI室内定位指纹库。本发明利用生成对抗网络生成不同位置的幅值相位特征图的方法减少了信号采样数量，解决了CSI数据不足时无法有效建库的问题，提高了测量效率、简便易行。

技术领域

本发明涉及室内定位领域，尤其是涉及一种定位指纹库构建方法。该方法通过高斯回归过程和深度卷积的生成对抗网络来扩充样本库，适用于在有限条件下不能获得完整数据时进行高效建库的情况。

背景技术

随着移动互联网技术的快速发展，基于位置的服务需求与应用越来越广泛的应用于生活当中。以智能终端为平台，基于WLAN的室内定位系统是近年来的一个研究热点，其具有操作简单，成本低等特点。目前对室内定位系统的研究，主要集中在离线阶段指纹库的构建和在线阶段实施定位两个方面。如何高效地建立并维护指纹库是室内定位一个重要的研究点。由于室内环境复杂，同一位置接收到的信号强度具有不稳定性和时变性，而且信号采集也是一个人工与时间成本都很高的过程，所以，研究一种高效准确的指纹库构建方法很有必要。

合肥工业大学硕士学位论文，2017，“一种面向信号盲区的高效指纹库构建算法”，提出了一种信号盲区内AP的部署方法，解决了信号盲区无法建库的问题，提高了信号盲区的定位精度，结合高斯过程回归模型，降低了离线阶段50％的工作量。但是此种方法无法在已有数据的基础上生成更多相同数据的类似数据，样本数量匮乏。

四川师范大学硕士学位论文，2016，“基于WiFi的室内指纹定位技术研究”，在WiFi环境下对室内指纹定位技术进行改进和实现，理论方面创新的提出了利用惯性导航设备快速构建方法与基于环境的衰减系数建库两种构建方法，提升了建库速度与减小了建库所需信息量，有效解决了建库阶段成本大的问题。但是此种方法并没有采用一种高效的方法来生成新的数据，效率较低。

中国科学院深圳先进技术研究院发明了一种室内定位指纹库的动态建立方法及系统(公开号：103747519A)，提供了一种室内定位指纹库的动态建立方法及系统，提高了指纹库的建立效率。但是此种方法并不能利用已有的数据生成更多的数据，指纹库中样本数量不足。

上海交通大学发明了一种基于地图结构的Wi-Fi位置指纹非监督训练方法(公开号：105208651A)。基于带有路径和节点的地图结构中，在静止状态下获取地图结构的起点位置，并在行走状态下获得路径上的所有转弯点，经采样点内插处理后得到用于定位的指纹数据库，从而实现室内精确定位。但是此种方法并没有采用一种快速便捷的方法来获取新的数据，样本数量较少。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于生成对抗网络的WIFI室内定位指纹库的构建方法，以期能利用转化CSI数据为不同位置的幅值相位特征图的方法来构建初始指纹库，并利用生成对抗网络生成不同于初始库的幅值相位特征图，减少信号采样次数，从而实现高效构建样本充足的WIFI室内定位指纹库。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于生成对抗网络的WIFI室内定位指纹库的构建方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、将一室内空间的外接矩形作为WIFI室内定位区域，将所述WIFI室内定位区域均匀划分为a个正方形网格；以每个正方形网格的中心点作为参考点，从而形成参考点集合，记为CP＝{CP₁,CP₂,...,CP_i,...,CP_a}，其中，CP_i表示第i个正方形网格内的参考点，i＝1,2,...,a；