基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成系統和方法
【專利摘要】本發明涉及無線網絡的應用,提供一種基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成方法。該方法總體上包括群智感知網絡和路徑地圖服務器。群智感知網絡包括與路徑地圖服務器進行數據交互的上行和下行服務鏈路。路徑地圖服務器包括在線工作模式和離線工作模式,其中在線工作模式包括特征匹配和用戶定位兩個工作過程,離線工作模式包括初始化,數據采集與更新,路徑形成三個部分。本發明基于群智網絡定位數據的統計方法,建立了周期性的新增、保持和刪除小區地圖路徑的方法。在沒有GPS信號情況下,本發明利用無線接入點的無線信號周期性地更新小區當前路徑地圖,人們可通過移動終端獲知當前所在小區的路徑地圖和行走路線,有效地提高人們的出行效率。
【專利說明】
基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成系統和方法
技術領域
[0001] 本發明設及無線網絡的應用,主要為室外定位技術,特別設及基于群智感知網絡 的小區路徑地圖形成系統和方法。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展,我國提出了新建住宅要推廣街區制,原則上不再建設封閉住宅 小區。已建成的住宅小區和單位大院要逐步打開,實現內部道路公共化,解決交通路網布局 問題,促進±地節約利用。構建開放式小區,目的是打通小區內的道路,緩解交通壓力,提高 人們的出行效率。在建成多年的小區內的道路進行公共化的過程中,由于社會上的人們不 熟悉小區內的道路分布情況和走向,一旦人們走進小區內,容易因周圍環境不熟悉而迷路, 或者會遇到"此路不通"的死胡同情況,建立開放式小區目的是為了方便人們出行,提高人 們出行效率,而由于人們不熟悉小區情況而造成的麻煩反而事半功倍,降低出行效率,運不 是建立開放式小區的初衷。
[0003] 在無線移動終端設備普及的今天,移動感知和眾包思想的結合產生了新型物聯網 感知模式,即群智感知網絡。群智感知網絡利用互聯網和在城市中部署的大量無線熱點,通 過每一個使用無線移動終端設備的用戶共享數據,形成一個基于群智感知網絡的無線覆蓋 網,可W獲得真實,可靠,穩定的數據源,從而進一步進行技術的開發。
[0004] 同時,隨著無線通信網絡應用的高速發展,人們對環境感知和位置服務需求日趨 增加。在開闊室外環境下,全球定位系統和蜂窩無線通信系統,提供了較為精確和可靠的位 置信息,但對于現代住宅的大院或小區樓群密集的室外環境,由于無線信號遮蔽、衰落和多 徑效應等因素的影響,使得定位精度無法滿足實際應用的需求。就目前而言,移動終端的地 圖應用程序所顯示的道路通向情況有限,無法更深入探尋小區內部的路徑情況。
[0005] 因此本文基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成方法,會在探尋小區的路徑分布 和路徑地圖形成中發揮重要作用。
【發明內容】
[0006] 本發明是針對目前技術而言,在一個部署相當數量無線接入點的小區中,提出一 個新的小區路徑地圖形成方案,即基于群智網絡的小區路徑形成方法,該方法總體上包括 群智感知網絡和路徑地圖服務器,其中群智感知網絡包括兩個服務鏈路,路徑地圖服務器 包括在線工作模式和離線工作模式。下面將詳細介紹本發明方法的實現過程。
[0007] A:群智感知網絡
[000引群智感知網絡是當眾多用戶進入目標小區使用定位服務時,經過用戶授權后,通 過群智感知網絡將用戶移動終端的定位信息W及收集的信息標簽由上行鏈路上傳至服務 器基站,同時獲得當前位置信息和目標小區的路徑地圖,各個移動終端通過群智感知網絡 與路徑地圖服務器進行數據交互,對離線工作模式中的特征數據庫進行補充和更新。群智 感知網絡包括與路徑地圖服務器進行數據交互的兩個服務鏈路,分別為上行鏈路和下行鏈 路。
[0009] 步驟Al:上行鏈路
[0010] 上行鏈路是將移動終端用戶的信息標簽上傳至路徑地圖服務器中的在線工作模 式內,信息標簽包括用戶ID,用戶授權信息和特征信息等,上行鏈路上傳的信息標簽格式 為:用戶ID,用戶授權信息,無線信號特征信息列表,定位區域Si,定位次數Cl,J。其中無線信 號特征信息列表是W無線通信方式的設備收發的特征信息,應包括特征強度,無線接入點 的名稱,MAC地址。
[0011] 優選地,Al上行鏈路包括如下步驟:
[0012] 步驟All:服務器分配每個連接的移動終端單獨的用戶ID號碼;
[0013] 步驟A12:用戶授權同意接受小區定位服務的信息;
[0014] 步驟A13:將用戶移動終端收集的信息標簽上傳至路徑地圖服務器中。
[0015] 步驟A2:下行鏈路
[0016] 下行鏈路是路徑地圖服務器為用戶提供小區定位功能和路徑地圖服務,包括位置 定位,小區地圖下載和路徑選擇,下行鏈路下載的信息數據包括用戶ID,用戶當前位置區 域,小區地圖數據包,路徑選擇數據包。
[0017]優選地,A2下行鏈路包括如下步驟:
[0018] 步驟A21:用戶申請下載小區路徑地圖;
[0019] 步驟A22:路徑地圖服務器授權將信息數據發送至用戶移動終端。
[0020] B:路徑地圖服務器:
[0021 ]路徑地圖服務器分為在線工作模式和離線工作模式。
[0022] 在線工作模式
[0023] 在線工作模式是由用戶移動終端通過群智感知網絡上傳的信息標簽,服務器進行 記錄,將信息標簽中的特征信息與服務器中的數據庫的特征信息進行比對,選擇最優的信 息進行匹配,對移動終端進行定位,包括特征匹配和用戶定位兩個工作過程。
[0024] 步驟BI:特征匹配
[0025] 優選地,步驟Bl特征匹配包括如下步驟:
[0026] 步驟Bll:服務器獲得移動終端的定位授權許可;
[0027] 步驟B12:服務器選擇移動終端的通信范圍半徑內能檢測到的無線接入點作為待 定位點;
[0028] 步驟B13:服務器獲得待定位點的無線信號特征列表;
[0029] 步驟B14:服務器統計并計算各個待定位點的數字特征信息;
[0030] 其中各個待定位點的數字特征信息包括無線接入點的信號強度最大值,最小值, 計算信號強度的均值和方差值;
[0031] 步驟B15:服務器選擇相似度達到一定闊值W上的信息標簽,移動終端檢測到的待 定位點的特征信息與數據庫進行匹配。
[0032] 步驟B2:用戶定位
[0033] 優選地,步驟B2用戶定位包括如下步驟:
[0034] 步驟B21:服務器選擇符合條件的待定位點判別為穩定的定位點,濾除不穩定的無 線接入點;
[0035] 步驟B22:服務器將穩定的定位點的無線接入點用作定位工作;
[0036] 步驟B23:服務器根據數據庫的特征信息,執行定位算法,將匹配相似程度最高的 區域作為定位區域Si,完成初步定位;
[0037] 步驟B24:在定位區域Si上標記為當前定位區域,記錄CiJ為當前區域在時間統計 周期內的總共定位次數;
[0038] 步驟B25:將定位信息存儲至在線工作模式的服務器中;
[0039] 其中,定位信息包括定位區域Si,當前區域在時間統計周期內總共定位次數CiJ;
[0040] 步驟B26:在線工作模式經過路徑地圖服務器將信息數據包通過下行服務鏈路,發 送至用戶的移動終端上;
[0041] 其中,信息數據包括用戶ID,用戶當前位置區域,小區地圖數據包,路徑選擇數據 包。
[0042] 步驟B27:在線工作模式通過路徑地圖服務器將用戶的定位信息發送至離線工作 模式,兩者之間進行數據共享,用作數據庫特征信息的補充和更新。
[0043] C:離線工作模式
[0044] 離線工作模式需要完成目標小區的特征數據庫的構建和更新,實現小區路徑的形 成方法。路徑地圖服務器采集數據的信息特征構建具有特征標簽的數據庫,并在固定的間 隔時間對數據庫的特征標簽進行數據更新,保持數據庫的有效性,定期更新小區路徑地圖。 離線工作模式分為=個部分,分別為初始化,數據采集與更新,路徑形成。
[0045] 步驟Cl:初始化
[0046] 將目標小區整體劃分為多個網格區域SiU = I,2,…,M),將劃分區域上傳至路徑 地圖服務器中,服務器根據要求按步驟進行初始化設定。
[0047] 優選地,步驟Cl初始化包括如下步驟:
[0048] 步驟Cll:設定路徑區域判別標志Z,1為可能存在路徑區域,0則為不可能存在路徑 區域;
[0049] 步驟C12:設定路徑形成闊值THl,路徑取消闊值TH2,THl,TH2闊值大小由統計數據 而得;
[0050] 步驟C13:劃分目標小區為M個區域,并設定各區域坐標Si(Si,S2,…,Sm);
[0051 ]步驟Cl 4:設定各區域在時間統計周期內定位次數:Ci,j(i = l,2...M;j = l,2'''N), M為小區劃分的總區域數量,N為W時間統計周期為標準的總時間數,Cl,J為第Si區域第j個 時間統計周期內定位的次數;
[0052] 步驟C15:設定在固定時間內,間隔時間為N個時間統計周期,設定N的內各時間統 計周期權值為(W1,W2,'。,WN);
[0053] 步驟C16:計算各區域路徑形成判別標志:Ni總(i = l,2. . .M),Ni總為某一區域路徑形 成或取消判別標志。
[0054] 步驟C2:數據采集與更新
[0055] 優選地,步驟C2數據采集與更新包括如下步驟:
[0056] 步驟C21:初次探尋目標小區內各區域可能的路徑區域;
[0057] 步驟C22:初次采集目標小區劃分的各區域的Si的無線接入點的名稱,特征強度和 MC地址等特征信息;
[005引步驟C23:將特征信息上傳至數據庫形成特征標簽進行存儲;
[0059] 步驟C24:系統服務器在相隔固定的時間內再對目標小區劃分的各區域的進行信 息義集;
[0060] 步驟C25:服務器根據再次采集的數據校正數據庫中存儲特征標簽,并將數據上傳 至服務器,更新數據庫的特征信息;
[0061] 步驟C26:將用戶移動終端通過在線工作模式中的定位信息的數據共享反饋回來 的定位信息,更新特征數據庫。
[0062] 步驟C3:路徑形成
[0063] 在設定時間統計周期結束的時刻,對時間統計周期內收集的定位數據進行統計和 計算,更新服務器數據,形成最新的小區路徑地圖。
[0064] 優選地,步驟C3路徑形成包括如下步驟:
[0065] 步驟C31:從更新時間節點后至下一個更新時間節點的時間統計周期內開始累計 計時;
[0066] 步驟C32:判斷t是否到達服務器更新時間節點T(t〉T),若t〉T,則執行步驟C35,否 則執行步驟C33。
[0067] 步驟C33:若有新的移動終端在當前小區接入并定位,且定位區域Z = 1,則執行步 驟C34,否則執行步驟C31,繼續累計計時。
[0068] 步驟C34:若新的移動終端定位區域屬于Si,則(Cij) + 1,并記錄時間統計周期內定 位次數值Ci,j(i = l,2,. . .,M; j = l,2,…,N),并返回執行步驟C31,繼續累計計時。
[0069] 巧驟C35 :若t達到服各器更新時間節點T,計算當前區域路徑形成判別標志:
Ni總大于路徑形成闊值THl (Ni總〉THl ),則執行步驟C37, 否則執行步驟C36;
[0070] 步驟C36:若Ni總小于路徑取消闊值TH2(Ni,g,<TH2)且為數據庫記錄的路徑,則說明當 前路徑存在不確定因素,在路徑地圖上取消顯示,并執行步驟C38,否則保持當前狀態,執行 步驟C39;
[0071] 步驟C37:若定位當前區域為數據庫記錄的路徑,則在路徑地圖服務器中繼續保持 路徑,否則形成新的小區路徑存儲至數據庫,根據定位位置,確定路徑的寬度和長度;
[0072] 步驟C38:路徑地圖服務器更新小區路徑地圖,更新服務器數據庫Cl,(W) = CiJ,時 間統計周期j = j+l,時間統計周期可任意設定;
[0073] 步驟C39:路徑地圖服務器提供路徑選擇服務,同時返回執行C31,在更新的時間節 點后繼續累計計時。
[0074] 本發明的優點
[0075] 1、由于各方面原因,現在的地圖應用軟件不能細致地描繪出各小區區域的路徑地 圖,本發明通過群智感知網絡將小區各細小的路徑形成小區路徑地圖,并在移動終端上顯 示,給人們提供更多的路徑選擇。
[0076] 2、由于地圖更新工作量非常大,主要道路不會經常更新路徑地圖,而小區區域路 徑時常會有各種變動,因此本發明能在設定的時間統計周期內周期性更新小區路徑地圖, 保證了小區路徑地圖的有效性。
[0077] 3、受無線信號遮蔽、衰落和多徑效應等因素的影響,使得全球定位系統和蜂窩無 線通信系統的定位精度無法滿足實際應用的需求。本發明能利用無線接入點的無線信號定 位,在小區區域內完成精準的定位和形成小區路徑地圖。
[0078] 4、本發明基于群智網絡定位數據的統計方法,周期性地新增、保持和刪除小區地 圖路徑,人們可通過移動終端獲知當前所在小區最新的路徑地圖和行走路線,避免了迷路 和繞路,有效地提高人們的出行效率。
【附圖說明】
[0079] 圖1為基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成方法的總體框圖;
[0080] 圖2為基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成方法流程圖;
[0081] 圖3-1,圖3-2,圖3-3,圖3-4為時間統計周期內服務器更新后各區域的小區路徑地 圖。
【具體實施方式】
[0082] 下面結合實例對本發明進行詳細說明。
[0083] 如圖1為基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成方法的總體框圖。總體框圖包括 群智感知網絡和路徑地圖服務器。其中群智感知網絡包括與路徑地圖服務器進行數據交互 的兩個服務鏈路,路徑地圖服務器包括在線工作模式和離線工作模式。
[0084] 群智感知網絡包括的兩個服務鏈路分別為上行鏈路和下行鏈路。群智感知網絡是 當眾多用戶進入目標小區使用定位服務時,經過用戶授權后,通過群智網絡將用戶移動終 端的定位信息W及收集的信息標簽由上行鏈路上傳至路徑地圖服務器,同時獲得當前位置 信息和小區的路徑地圖,各個移動終端通過群智感知網絡與路徑地圖服務器進行數據交 互,對離線工作模式中的特征數據庫進行補充和更新。
[0085] 群智感知網絡與路徑地圖服務器通過上行和下行兩個服務鏈路進行數據信息交 互,其中,路徑地圖服務器分為在線工作模式和離線工作模式,離線工作模式與在線工作模 式進行數據之間的共享服務。
[0086] 在線工作模式包括特征匹配,用戶定位兩個工作過程。在線工作模式是由服務器 基站將用戶的移動終端通過群智感知網絡上傳的信息標簽進行記錄,將信息標簽中的特征 信息與服務器中的數據庫的特征信息進行比對,選擇最優的信息進行匹配,對移動終端進 行定位。
[0087] 離線工作模式分為=個部分,分別為初始化,數據采集與更新,路徑形成。離線工 作模式需要完成目標小區的特征數據庫的構建和更新,實現小區路徑的形成方法。路徑地 圖服務器采集數據的信息特征構建具有特征標簽的數據庫,并在固定的時間統計周期內對 數據庫的特征標簽進行數據更新,保持數據庫的有效性,定期更新小區路徑地圖。
[0088] 如圖2為本發明的小區路徑地圖形成方法的流程圖,具體步驟如下:
[0089] 在設定時間統計周期結束的時刻,對時間統計周期內收集的定位數據進行統計和 計算,更新服務器數據,形成最新的小區路徑地圖。
[0090] 優選地,步驟C3路徑形成包括如下步驟:
[0091] 步驟C31:從更新時間節點后至下一個更新時間節點的時間統計周期內開始累計 計時;
[0092] 步驟C32:判斷t是否到達服務器更新時間節點T(t〉T),若t〉T,則執行步驟C35,否 則執行步驟C33。
[0093] 步驟C33:若有新的移動終端在當前小區接入并定位,且定位區域Z=I,則執行步 驟C34,否則執行步驟C31,繼續累計計時。
[0094] 步驟C34:若新的移動終端定位區域屬于Si,則(Cij) + 1,并記錄時間統計周期內定 位次數值Ci,j(i = l,2,. . .,M; j = l,2,…,N),并返回執行步驟C31,繼續累計計時。
[00M]步驟C35:若t達到服務器更新時間節點T,計算當前區域路徑形成判別標志:
若Ni總大于路徑形成闊值THl (Ni總〉THl ),則執行步驟 C37,否則執行步驟C36;
[0096] 步驟C36:若Ni總小于路徑取消闊值TH2(Ni,g,<TH2)且為數據庫記錄的路徑,則說明當 前路徑存在不確定因素,在路徑地圖上取消顯示,并執行步驟C38,否則保持當前狀態,執行 步驟C39;
[0097] 步驟C37:若定位當前區域為數據庫記錄的路徑,則在路徑地圖服務器中繼續保持 路徑,否則形成新的小區路徑存儲至數據庫,根據定位位置,確定路徑的寬度和長度;
[0098] 步驟C38:路徑地圖服務器更新小區路徑地圖,更新服務器數據庫Cl,(W) = CiJ,時 間統計周期j = j+l,時間統計周期可任意設定;
[0099] 步驟C39:路徑地圖服務器提供路徑選擇服務,同時返回執行C31,在更新的時間節 點后繼續累計計時。
[0100] 如下各表所示為基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成方法示意圖,此處設定時 間統計周期為一天(24小時),假設將小區的某一個區域劃分為4*4的網絡小區域,設定該區 域為設定區域為Si~Si6,設定Cl,功第i個區域,第j天的定位次數,若接入定位區域2=1,則 當天區域存在可能路徑。
[0101] 假設當天各區域統計定位次數所設定的權值Wi = O.75;
[0102] 假設當天的前第一天各區域統計定位次數所設定權值W2 = 0.5;
[0103] 假設當天的前第二天各區域統計定位次數所設定權值W3 = 0.化;
[0104] 設定路徑形成的闊值T化=200,路徑取消的闊值TH2 = 200,服務器更新時間節點 為當天24點整。根據小區路徑形成的辦法,可W求得劃分每一個小區區域Si~Si6的Ni總值:
[0105] 假設表1-1為5月1日各區域統計定位次數,圖3-1為5月1日服務器更新后的小區路 徑地圖,可W求得5月舊各小區區域Si~Si6路徑形成判別標志的Ni總值Q = I,2,…,16);
[0106] 區域I(Si) :Ni總=wi*30+W2*0+W3*0 = 22.5
[0107] 區域2(S2) :N2總=Wi巧6+W2*0+W3*0 = 19.5
[010引 區域3(S3) :N3總=wi*75+W2*0+W3*0 = 56.25
[0109] 區域4(S4) :N値=wi*68+W2*0+W3*0 = 51
[0110] 區域5(Ss) :Ns總=wi*0+W2*0+W3*0 = 0
[0111] 區域6(Ss) :Ns總=wi*15+W2*0+W3*0 = 11.25
[0112] 區域7(S?) :N說=wi*80+W2*0+W3*0 = 60
[0113] 區域8(Ss) :N媳=wi*80+W2*0+W3*0 = 60
[0114] 區域9(Sg) :Ng總=wi*5+W2*0+W3*0 = 3.75
[0115] 區域IO(Sio):化噓,=Wi巧0+W2*0+W3*0 = 37.5
[0116] 區域11(511):化1總=訊1*75+訊2*0+訊3*0 = 56.25
[0117] 區域 12(Si2):化溢=wi*60+W2*0+W3*0 = 45
[011 引 區域13(Si3):化3總=wi*300+W2*0+W3*0 = 225〉TH1
[0119] 區域 14(Si4):^^,=wi^85+W2*0+W3*0 = 213.75〉TH1
[0120] 區域15(Si日):化日總=Wi巧85+W2*0+W3*0 = 213.75〉TH1 [01 別]區域16(Si6):化瞄=Wi巧70+W2*0+W3*0 = 202.5〉TH1
[0122] 如圖3-1所示,達到服務器更新時間節點24點整后,各區域中若Ni總〉THl,則當前區 域存在路徑,更新小區路徑地圖,更新數據庫,可見當前路徑為Sl3^Sl4^Sl5^Sl6。
[0123] 假設表1-2為5月2日各區域統計定位次數,圖3-2為5月2日服務器更新后的小區路 徑地圖,可W求得5月2日各小區區域Si~Si6路徑形成判別標志的Ni總值Q = I,2,…,16);
[0124] 區域I(Si) :Ni總=wi*37+W2*30+W3*0 = 42.5
[0125] 區域2(S2) :N2總=wi*42+W2*26+W3*0 = 44.5
[0126] 區域 3(S3):N3 總=wi*160+W2*75+W3*0 = 157.5
[0127] 區域4(S4) :N値=wi*180+W2*68+W3*0 = 169
[012引 區域5(Ss) :Ns總=wi*10+W2*0+W3*0 = 7.5
[0129] 區域6(Ss) :Ns總=wi*20+W2*15+W3*0 = 22.5
[0130] 區域7(S7):N說=wi*210+W2*80+W3*0 = 197.5
[0131] 區域8(Ss):N媳=wi*75+W2*80+W3*0 = 96.25
[0132] 區域9(Sg) :Ng總=wi*10+W2巧+W3*0 = 10
[0133] 區域IO(Sio):化噓.=wi*190+W2*50+W3*0 = 168.5
[0134] 區域ll(Sii):^m=wi*160+W2*75+W3*0 = 157.5
[0135] 區域 12(Si2):化溢=wi*58+W2*60+W3*0 = 73.5
[0136] 區域 13(Si3):化 3總=wi*350+W2*300+W3*0 = 412.5〉TH1
[0137] 區域H(Sm):化値=wi*300+W2*285+W3*0 = 367.5〉TH1
[013引 區域 15(Si5):化5總=Wi巧90+W2*285+W3*0 = 360〉TH1
[0139] 區域 16(Si6):化瞄=Wi巧60+W2*270+W3*0 = 330〉TH1
[0140] 如圖3-2所示,達到服務器更新時間節點24點整后,各區域中若Ni總〉TH1,則當前區 域存在路徑,更新小區路徑地圖,更新數據庫,可見當前路徑為Sl3^Sl4^Sl5^Sl6。
[0141] 假設表1-3為5月3日各區域統計定位次數,圖3-3為5月3日服務器更新后的小區路 徑地圖,可W求得5月3日各小區區域Si~Si6路徑形成判別標志的Ni總值Q = I,2,…,16);
[0142] 區域 1(51):化總=¥1*41+"巧37+"3*30 = 56.75
[0143] 區域2(S2) :N2總=wi*32+W2*42+W3*26 = 51.5
[0144] 區域3(S3):N3總=wi*80+W2*160+W3*75 = 158.75
[0145] 區域4(S4) :N値=wi*200+W2*180+W3*68 = 257〉TH1
[0146] 區域5(Ss) :Ns總=wi*12+W2*10+W3*0 = 14
[0147] 區域6(Ss) :Ns總=wi*21+W2*20+W3*15 = 29.5
[0148] 區域7(S7):N說=wi*190+W2*210+W3*80 = 267.5〉TH1
[0149] 區域8(Ss) :N媳=wi*90+W2*75+W3*80 = 125
[0150] 區域9(Sg) :Ng總=wi*8+W2*10+W3*5 = 12.25
[0151] 區域 lO(Sio):化噓,=Wi 巧 00+W2*190+W3 巧 0 =化 7.5〉TH1
[0152] 區域11 (Sn):化1總=Wi巧50+W2*160+W3*75 = 286.25〉TH1
[0153] 區域12(Si2):化溢=wi*65+W2*58+W3*60 = 92.75
[0154] 區域 13(Si3):化3總=wi*300+W2*350+W3*300 = 475〉TH1
[0155] 區域 14(Si4):化値=Wi 巧 50+W2*300+W3 巧85 = 408.75〉TH1
[0156] 區域 15(Si5):化 5總=wi*150+W2*290+W3 巧85 = 328.75〉TH1
[0157] 區域 16(Si6):化瞄=wi*120+W2*260+W3 巧70 = 287.5〉TH1
[0158] 如圖3-3所示,達到服務器更新時間節點24點整后,各區域中若Ni總〉TH1,則當前區 域存在路徑,更新小區路徑地圖,更新數據庫,可見當前存在兩條路徑為(l)Sl3^Sl4^Sl5^ Si6、(2)Si3一Si4一SiO一Sii一S?一S4,形成一條新的路徑(2)。
[0159] 假設表1-4為5月4日各區域統計定位次數,圖3-4為5月4日服務器更新后的小區路 徑地圖,可W求得5月4日各小區區域Si~Si6路徑形成判別標志的Ni總值Q = I,2,…,16);
[0160] 區域1 (Si):Ni總=wi*50+W2*41+W3*37 = 67.25
[0161] 區域 2(S2):N2 總=wi*25+W2*32+W3*42 = 45.25
[0162] 區域3(S3) :N3總=wi*100+W2*80+W3*160 = 155
[0163] 區域 4(S4):N値=wi*190+W2 巧 00+W3*180 = 287.5〉TH1
[0164] 區域5(Ss) :Ns總=wi*20+W2*12+W3*10 = 23.5 [01 化]區域6(Ss) :Ns總=wi*15+W2*21+W3*20 = 26.75
[0166] 區域7(S7):N說=wi*200+W2*190+W3*2 10 = 297.5〉TH1
[0167] 區域 8(Ss):N 媳=wi*85+W2*90+W3*75 = 127.5
[016引 區域9(Sg) :Ng總=wi*10+W2*8+W3*10 = 14
[0169] 區域IO(Sio):化噓,=Wi巧 10+W2*200+W3*190 = 305〉TH1
[0170] 區域11 (Sn):化1總=Wi巧30+W2*250+W3*160 = 337.5〉TH1
[0171] 區域12(S12):化溢=wi*70+W2*65+W3*58 = 99.5
[0172] 區域13(S13):化3總=Wi巧80+W2*300+W3*350 = 447.5〉TH1
[0173] 區域14(514):化値="1巧40+"2*250+"3*300 = 380〉?!
[0174] 區域 15(Si5):化 5總=wi*55+W2*150+W3 巧90 = 188.75<TH2
[0175] 區域 16(Si6):化瞄=wi*80+W2*120+W3 巧60 = 185<TH2
[0176] 如圖3-4所示,達到服務器更新時間節點24點整后,各區域中若Ni總〉TH1,則當前區 域存在路徑,若Ni,g,<T肥,則當前路徑存在不確定因素,將其從地圖上取消(如區域Si5,Si6), 更新小區路徑地圖,更新數據庫,可見當前只存在一條路徑Sl3^Sl4^SlO^Sll^S7^S4,新 形成的路徑繼續保存。
[0177] 服務器同時統計各時段小區內路徑的定位次數,提供路徑的選擇服務。表1-1 5月 1曰
[017 引
[0179]
[018;3]表 1-4 5月4 日
[0180]
[0181]
[0182]
[0184]
[0185] W上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是,本發明并不局限于上述 特定實施方式,本領域技術人員可W在權利要求的范圍內做出各種變形或修改,運并不影 響本發明的實質內容。
【主權項】
1. 一種基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成系統,其特征在于該系統包括群智感知 網絡和路徑地圖服務器,其中,群智感知網絡包括與路徑地圖服務器進行數據交互的兩個 服務鏈路,分別為上行鏈路和下行鏈路,上行鏈路是將移動終端用戶的信息標簽上傳至路 徑地圖服務器中的在線工作模式內,下行鏈路是路徑地圖服務器為用戶提供小區定位功能 和路徑地圖服務,包括位置定位,小區地圖下載和路徑選擇;路徑地圖服務器分為在線工作 模式和離線工作模式。2. 根據權利要求1所述的基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成系統,其特征在于,群 智感知網絡的上行鏈路上傳的信息標簽格式為:用戶ID,用戶授權信息,無線信號特征信息 列表,定位區域Si,定位次數Cl,其中無線信號特征信息列表是W無線通信方式的設備收 發的特征信息,應包括特征強度,無線接入點的名稱,MAC地址。3. 根據權利要求1所述的基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成系統,其特征在于,群 智感知網絡的下行鏈路下載的信息數據包括用戶ID,用戶當前位置區域,小區地圖數據包, 路徑選擇數據包。4. 根據權利要求1所述的基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成系統,其特征在于,在 線工作模式包括特征匹配和用戶定位兩個工作過程;離線工作模式包括初始化,數據采集 與更新,路徑形成Ξ個部分。5. -種基于權利要求1-4任一所述的基于群智感知網絡的小區路徑地圖形成系統的形 成方法,上行鏈路包括如下步驟:步驟All:服務器分配每個連接的移動終端單獨的用戶ID 號碼;步驟A12:用戶授權同意接受小區定位服務的信息;步驟A13:將用戶移動終端收集的 信息標簽上傳至路徑地圖服務器中,下行鏈路包括如下步驟:步驟A21:用戶申請下載小區 路徑地圖;步驟A22:路徑地圖服務器授權將信息數據發送至用戶移動終端。6. 根據權利要求5所述的形成方法,其特征在于,在線工作模式的特征匹配步驟為: 步驟B11:服務器獲得移動終端的定位授權許可; 步驟B12:服務器選擇移動終端的通信范圍半徑內能檢測到的無線接入點作為待定位 點' ; 步驟B13:服務器獲得待定位點的無線特征列表; 步驟B14:服務器統計并計算各個待定位點的信號強度最大值,最小值,計算信號強度 的均值和方差值等數字特征信息; 步驟B15:服務器選擇相似度達到一定闊值W上的信息標簽,移動終端檢測到的待定位 點的特征信息與數據庫進行匹配。7. 根據權利要求5所述的形成方法,其特征在于,在線工作模式的用戶定位步驟為: 步驟B21:服務器選擇符合條件的待定位點判別為穩定的定位點,濾除不穩定的無線接 入點; 步驟B22:服務器將穩定的定位點的無線接入點用作定位工作; 步驟B23:服務器根據數據庫的特征信息,執行定位算法,將匹配相似程度最高的區域 作為定位區域Si,完成初步定位; 步驟B24:在定位區域Si上標記為當前定位區域,記錄Cl,J為當前區域在時間統計周期內 總共定位次數; 步驟B25:將定位信息存儲至在線工作模式的服務器中; 步驟B26:在線工作模式經過路徑地圖服務器將信息數據包通過下行服務鏈路,發送至 用戶的移動終端上; 步驟B27:在線工作模式通過路徑地圖服務器將用戶的定位信息發送至離線工作模式, 兩者之間進行數據共享,用作數據庫特征信息的補充和更新。8. 根據權利要求5所述的形成方法,其特征在于,離線工作模式的初始化步驟為: 步驟C11:設定路徑區域判別標志Z,1為可能存在路徑區域,0則為不可能存在路徑區 域; 步驟C12:設定路徑形成闊值TH1,路徑取消闊值TH2;TH1、TH2闊值大小由統計數據而 得; 步驟C13:劃分目標小區為Μ個區域,并設定各區域坐標Si (Si,S2,…,Sm); 步驟C14:設定各區域在時間統計周期內定位次數:Ci, j (i = 1,2. . . Μ; j = 1,2…N),Μ為 小區劃分的總區域數量,Ν為W時間統計周期為標準的總時間數,Cij為第Si區域第j個時間 統計周期內定位的次數; 步驟C15:設定在固定時間內,間隔時間為N個時間統計周期,設定N的內各時間統計周 期權值為(W1,W2,··· ,WN); 步驟C16:計算各區域路徑形成判別標志:Ni總(i = l,2. . .M),Ni總為某一區域路徑形成或 取消判別標志。9. 根據權利要求5所述的形成方法,其特征在于離線工作模式的數據采集與更新步驟 為: 步驟C21:初次探尋目標小區內各區域可能的路徑區域; 步驟C22:初次采集目標小區劃分的各區域的Si的無線接入點的名稱,特征強度和MAC地 址等特征信息; 步驟C23:將特征信息上傳至數據庫形成特征標簽進行存儲; 步驟C24:系統服務器在相隔固定的時間內再對目標小區劃分的各區域的進行信息采 集; 步驟C25:服務器根據再次采集的數據校正數據庫中存儲特征標簽,并將數據上傳至服 務器,更新數據庫的特征信息; 步驟C26:將用戶移動終端通過在線工作模式中的定位信息的數據共享反饋回來的定 位信息,更新特征數據庫。10. 根據權利要求5所述的形成系統,其特征在于離線工作模式的路徑形成步驟為: 步驟C31:從更新時間節點后至下一個更新時間節點的時間統計周期內開始累計計時; 步驟C32:判斷t是否到達服務器更新時間節點T(t〉T),若t〉T,則執行步驟C35,否則執 行步驟C33; 步驟C33:若有新的移動終端在當前小區接入并定位,且定位區域Z=l,則執行步驟 C34,否則執行步驟C31,繼續累計計時; 步驟C34:若新的移動終端定位區域屬于Si,則(Cij) + 1,并記錄時間統計周期內定位次 數值Ci J (i = 1,2,. . .,Μ; j = 1,2,…,N),并返回執行步驟C31,繼續累計計時; 步驟C35:若t達到服務器更新時間節點T,計算當前區域路徑形成判別標志:(i=1.2...M),若Ni總大于路徑形成闊值TH1 (Ni總〉TH1),則執行步驟 C37,否則執行步驟C36; 步驟C36:若Ni總小于路徑取消闊值T肥(Ni,g,<TH2)且為數據庫記錄的路徑,則說明當前路 徑存在不確定因素,在路徑地圖上取消顯示,并執行步驟C38,否則保持當前狀態,執行步驟 C39; 步驟C37:若定位當前區域為數據庫記錄的路徑,則在路徑地圖服務器中繼續保持路 徑,否則形成新的小區路徑存儲至數據庫,根據定位位置,確定路徑的寬度和長度; 步驟C38:路徑地圖服務器更新小區路徑地圖,更新服務器數據庫Cl,化1) = Cij,時間統 計周期j = j+l,時間統計周期可任意設定; 步驟C39:路徑地圖服務器提供路徑選擇服務,同時返回執行C31,在更新的時間節點后 繼續累計計時。
【文檔編號】H04W4/02GK105979580SQ201610474910
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】劉震宇, 李嘉俊, 曹璐
【申請人】廣東工業大學