[发明专利]一种基于虚拟信源估计与轨迹校正的定位地图构建方法

权利要求书

1.一种基于虚拟信源估计与轨迹校正的定位地图构建方法，其特征在于，包括：

(1)在定位场景中设置N个信号源，划分P个子区域，采集定位场景中用户行走轨迹中每一时刻的加速度值、航向角和N个信号源的信号强度指纹，构成众包样本数据；

(2)利用众包样本数据重构用户粗行走轨迹，获得用户粗行走轨迹中每一步的定位样本，定位样本包括位置坐标和指纹，计算定位样本中的指纹中每一信号强度的权值；

(3)在构建指纹库前，利用位置坐标将定位样本分配至子区域，在构建指纹库后，则利用评估的每个信号源在各子区域的定位重要度和定位样本的指纹对定位样本进行区域定位，得到定位样本所在的子区域，利用定位样本所在的子区域的信号源的虚拟信源传播曲面拟合函数、估计的虚拟信源传播参数的确定度和定位样本中的指纹中每一信号强度的权值进行指纹定位，得到定位样本在所在子区域内的位置坐标；

(4)利用熵值法评估每个信号源在各子区域的定位重要度，利用各子区域中定位样本的物理空间簇和信号空间簇之间的交集计算定位样本的权值；

(5)筛选出权值大于等于权值阈值的定位样本，通过筛选出的定位样本的指纹，在各子区域内对每个信号源建立一个虚拟信源传播曲面拟合函数，得到估计的虚拟信源传播参数，计算估计的虚拟信源传播参数的确定度；

(6)将各子区域内所有信号源的虚拟信源传播曲面拟合函数通过等距栅格采样，构建各子区域的区域指纹，利用各子区域内每个信号源的估计的虚拟信源传播参数和各子区域的区域指纹构建定位场景的指纹库；

(7)对于定位场景中除步骤(1)之外的其他用户行走轨迹，采集其他用户行走轨迹中每一时刻的加速度值、航向角和N个信号源的信号强度指纹，更新众包样本数据，然后执行步骤(2)-(6)，更新定位场景的指纹库。

2.如权利要求1所述的一种基于虚拟信源估计与轨迹校正的定位地图构建方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：

利用众包样本数据中的加速度值计算用户行走过的步数T′与步长l_t，将步数T′、步长l_t与航向角θ_t结合，通过步行者航位推算算法重构用户粗行走轨迹，获得用户粗行走轨迹中每一步的定位样本定位样本包括位置坐标和指纹计算定位样本中的指纹中每一信号强度的权值。

3.如权利要求1或2所述的一种基于虚拟信源估计与轨迹校正的定位地图构建方法，其特征在于，所述定位样本中的指纹中每一信号强度的权值为：

其中，r_ij代表定位样本中的指纹中从第j个信号源接收到的信号强度，θ_ij代表定位样本中的指纹中从第j个信号源接收到的信号强度的权值，T′代表步数。

4.如权利要求1或2所述的一种基于虚拟信源估计与轨迹校正的定位地图构建方法，其特征在于，所述区域定位的具体实现方式为：

计算定位样本的指纹与各个子区域的指纹差异度，指纹差异度最小时，定位样本的指纹位于该子区域中，所述指纹差异度为：

其中，为评估的第n个信号源在各子区域的定位重要度，f_sn为区域指纹，r_in为第i步定位样本的指纹中接收到的第n个信号源的信号强度，表示区域指纹和定位样本的指纹中共同接收到的信号源集合。

5.如权利要求1或2所述的一种基于虚拟信源估计与轨迹校正的定位地图构建方法，其特征在于，所述定位样本在所在的子区域的位置坐标为：

其中，为定位样本在所在的子区域的位置坐标，φ_n(P_C，β，x_i，y_i，x₀，y₀，h₀)为定位样本所在的子区域的第n个信号源的虚拟信源传播曲面拟合函数，为定位样本所在的子区域的第n个信号源的估计的虚拟信源传播参数的确定度，θ_tn为第t步定位样本所在的子区域从第n个信号源收到的信号强度的权值，(x，y)为定位样本所在的子区域的任意坐标，表示区域指纹和定位样本的指纹中共同接收到的信号源集合。