[发明专利]一种基于线性判别分析的多楼层室内定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于线性判别分析的多楼层室内定位方法，包括离线阶段和在线阶段，其特征在于，离线阶段包括以下几个步骤：

步骤(1)建立RSS指纹库：对多楼层室内区域进行网格划分，采集每个网格内各AP的RSS值，生成RSS指纹库；

步骤(2)对楼层和AP进行拆分：采用OvO拆分策略将多楼层拆解为多组两两配对楼层，然后对每组配对楼层中包含的所有AP进行两两配对分类，形成多组AP配对组；OvO表示一对一；

步骤(3)分类器楼层判别模型的建立：对每组配对楼层构建一个分类器，采用线性判别分析法计算每个分类器中每组AP配对组的楼层属性广义瑞利商；选取最大广义瑞利商对应的AP配对组作为对应分类器的最优AP配对组，利用最优AP配对组的楼层属性对应的投影直线和投影阈值构建对应的分类器楼层判别模型；

每组AP配对组的楼层属性是指该AP配对组中每个AP在该对应配对楼层中每个楼层所有网格的RSS值的平均值；

在线阶段包括以下几个步骤：

步骤(4)获取待定位目标采集到的各AP的RSS值；

步骤(5)判断待定位目标所在楼层：将待定位目标采集到的各AP的RSS值根据最优AP配对组进行组合，将组合后的待定位目标采集的AP的RSS值代入对应的分类器楼层判别模型中，每个分类器楼层判别模型得到一个楼层判定结果，再结合投票法选取投票数最高的楼层判定结果，作为待定位目标所在楼层的最终结果；

步骤(6)计算待定位目标所在具体位置。

2.根据权利要求1所述的基于线性判别分析的多楼层室内定位方法，其特征在于，所述步骤(1)建立RSS指纹库的具体操作步骤如下：

步骤(1.1)设多楼层室内区域内共有N个AP，对多楼层室内区域进行均匀化网格划分，每个楼层划分为M个网格，且每个楼层M个网格的平面投影坐标相同；

步骤(1.2)在每个网格内均匀选取x个采样点，采集每个采样点感知到的各AP的RSS值，共y次，则每个网格共进行x×y次采样；然后计算每个网格内每个采样点采集到的RSS值的平均值、每个网格的RSS值的平均值以及每个AP在每个楼层所有网格的RSS值的平均值；

步骤(1.3)由多个采样点的指纹序列构成RSS指纹库，每个采样点的指纹序列表示为[F_i,G_ij,RSS₁,RSS₂,...,RSS_k,...,RSS_n]，F_i表示第i个楼层，G_ij表示第i个楼层对应的第j个网格，j≤M，RSS_k表示采样点采集到的第k个AP的RSS值，n表示采样点感知到的AP的个数，n＜N，i、j、k均表示自变量。

3.根据权利要求1所述的基于线性判别分析的多楼层室内定位方法，其特征在于，所述步骤(3)中广义瑞利商J的计算公式为：

其中，w表示RSS指纹库中采样点所投影到的直线的投影向量，u₁表示每组AP配对组中的每个AP在配对楼层中的一个楼层所采集的RSS值的均值向量，u₂表示每组AP配对组中的每个AP在配对楼层中的另一个楼层所采集的RSS值的均值向量，∑₁表示每组AP配对组中每个AP在配对楼层中的一个楼层所采集的RSS值的协方差矩阵，∑₂表示每组AP配对组中的每个AP在配对楼层中的另一个楼层所采集的RSS值的协方差矩阵，|| ||₂表示范数。

4.根据权利要求3所述的基于线性判别分析的多楼层室内定位方法，其特征在于，RSS指纹库中采样点所投影到的直线的投影向量w是通过以下公式求得的：

其中，S_w＝∑₁+∑₂。

5.根据权利要求4所述的基于线性判别分析的多楼层室内定位方法，其特征在于，所述对应分类器楼层判别模型的投影阈值的计算表达式为：

其中，θ表示对应分类器楼层判别模型的投影阈值，w^T表示对应分类器楼层判别模型中投影直线的投影向量的转置矩阵。