[发明专利]一种多用户端在线协同定位系统

说明书

本发明公开了一种多用户端在线协同定位系统，属于通信与无线网络技术领域。本发明通过评估各用户端的候选位置集的确定性，让候选位置集确定性高的用户来帮忙校准候选位置集确定性低的用户，提升协同组的整体定位效果；通过协同组划分模块，分情况对用户采用不同的最终定位方案进行定位，实现定位效率和定位准确率的最大化；通过使用多个用户端的信号向量和位置去实现相互校准，由于利用了多个用户端之间的信息增益，在不添置额外的硬件设备的情况下能够增加定位的信息，更有益于系统精准定位用户端。

技术领域

本发明属于通信与无线网络技术领域，更具体地，涉及一种多用户端在线协同定位系统。

背景技术

有研究表明，人类有80％以上的时间在室内度过，因此室内定位服务变得越来越重要。由于信号阻挡以及不收敛问题，在室外使用广泛的GPS并不能很好的适应室内环境。针对室内环境，学者们基于智能手机的不同传感器如红外线、蓝牙、Wi-Fi提出了许多方法。其中，由于Wi-Fi模块的普遍性，基于Wi-Fi接收信号强度(RSS)的指纹识别已成为近几十年来的研究重点。

基于指纹的定位系统通常分为两个阶段，一个是离线阶段，一个是在线阶段。在前者，专职人员先在定位区域内提前确定好采样点，然后手持专业设备在采集点上收集RSS向量，所有采样点的RSS向量组成了离线数据库。在在线阶段，待定位用户上传他收到的RSS向量以请求定位，系统比较他的RSS向量和数据库中的RSS向量，通过一系列计算得到待定位用户评估位置。例如，使用最近邻(NN)算法将用户定位到信号距离最小的采样点位置。

在上述的在线阶段中，传统的方法通常以一种独立的方式工作。也就是说当有多个用户同时申请定位时，系统并行或串行得处理每个用户的定位结果。虽然早在几年前就有学者提出过协同定位的方法，但是他们基本上都借助一些额外的硬件设备如蓝牙和声信号，来进行多个用户间接近度或相隔距离的测量。在实际部署中，这样的方法有两大缺点：一个是智能手机中交互设备的稀缺，另一方面直接通信涉及到安全性和隐私性。

专利CN111836188A提出一种新的在线协同定位方法。这与之前说的协同定位相比，是一种隐式协同。它不需要额外的硬件来进行用户之间的接近度或距离的测量。其基本思想是使用同一时刻其他用户的RSS向量来计算自己的候选采样点置信度。尽管实验已经证明了它的优越性，但是这种在线校准是基于每个用户进行的，尚未完全利用协同在线用户之间的潜在关系。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种多用户端在线协同定位系统，其目的在于在多个用户同时请求定位服务的情况下，深层地利用多个在线用户RSS之间的关系，来增强基于WIFI指纹的定位效果。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种多用户端在线协同定位系统，所述系统包括：

初始定位模块，用于确定同时发送定位请求各用户端的候选位置，所述候选位置为用户端所处子区域的可能坐标位置，构成各用户端的候选位置集发送给确定性评估模块，将同时发送定位请求各用户端上传的信号向量与其候选位置信号向量的相似度发送给最终定位模块；

确定性评估模块，用于评估各用户端的候选位置集的确定性，发送给最终定位模块；

协同组划分模块，用于将同时发送定位请求处于相同子区域且候选位置集确定性高的用户端划分到第一协同组，将同时发送定位请求处于相同子区域且候选位置集确定性低的用户端划分到第二协同组；

最终定位模块，用于对各第一协同组的各用户端，基于该用户端的协同置信度和其上传信号向量与各候选位置信号向量的相似度，进行最终定位；对各第二协同组的各用户端，利用同时发送定位请求且处于相同子区域的候选位置集确定性高的用户端的最终定位，校准该用户端的初始定位，得到最终定位。

优选地，所述最终定位模块还包括：