【正文】 到時(shí)候?qū)U(kuò)大規(guī)模，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)規(guī)模到覆蓋到整個(gè)大學(xué)當(dāng)中，并且執(zhí)行長期可用性測試。最初的在有著不同環(huán)境的兩個(gè)地點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)有通過使用不同的設(shè)備已經(jīng)證實(shí)了我們的新方案是可靠的和可行的。提出的新技術(shù)提供了一個(gè)眾包環(huán)境下的穩(wěn)健的定位精度，在主要導(dǎo)致性能退化的原因是設(shè)備的異質(zhì)性和多個(gè)未經(jīng)訓(xùn)練過的測量人員存在的情況下。新提出的定位方案是一種新型的免校準(zhǔn)的室內(nèi)定位方案，利用現(xiàn)有的WiFi基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行。然而由于WiFi信號(hào)的時(shí)變性強(qiáng)，這就要求指紋庫能夠及時(shí)的被更新。同時(shí)，由于GPS定位在城市高樓大廈之間或者在室內(nèi)情況下?lián)碛斜容^低的定位精確度，甚至不能定位，開發(fā)基于WiFi技術(shù)的定位技術(shù)也變得愈加是非常必要的。結(jié) 論WiFi技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)自從IEEE的正式發(fā)布以來到目前來說已經(jīng)有數(shù)十幾年，由于它速度快、無需布線和覆蓋的范圍大等諸多特點(diǎn)而被人們廣泛的使用。定位模塊應(yīng)能夠保存最近一段時(shí)間內(nèi)三到四次的最新定位結(jié)果，當(dāng)計(jì)算得到新的定位結(jié)果的時(shí)候，參照著先前三四次歷史記錄，在用戶的當(dāng)前定位請(qǐng)求得出的定位結(jié)果中，把出現(xiàn)較大波動(dòng)的值過濾，選擇那最接近的一條作為最終定位結(jié)果。為了減小這種現(xiàn)象產(chǎn)生的影響，應(yīng)該引入用戶的歷史位置校正的機(jī)制。但正如GPS所提供的室外導(dǎo)航的服務(wù)已經(jīng)成為人們出行必不可少的基礎(chǔ)類服務(wù)，室內(nèi)導(dǎo)航可想而知也存在著巨大的市場需求，因此可以針對(duì)動(dòng)態(tài)定位展開一些相關(guān)的研究，從而將單純的定位服務(wù)擴(kuò)展成為導(dǎo)航服務(wù)。本文所開發(fā)的室內(nèi)定位系統(tǒng)目前尚處于原型階段，距離定位系統(tǒng)的商業(yè)化使用仍然存在一定的距離，因而在此提出一些展望：(1)指紋數(shù)據(jù)庫的建立與更新基于位置指紋的定位方法也有著其不可避免的缺點(diǎn)，其中之一就是指紋數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建需要花費(fèi)大量的人力成本與時(shí)間成本，并且盡管基于眾包，但是要想將來大規(guī)模部署還是在擦司機(jī)階段需要大量的人員的，并且一旦室內(nèi)的布局或者建筑的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，那么之前所構(gòu)建的指紋數(shù)據(jù)庫將不再適用，因而無法提供有效的定位服務(wù)，必須重新構(gòu)建指紋數(shù)據(jù)庫，因此可以針對(duì)此方面展開一定的研究。我們能夠最大化的利用這樣的信息的話，那么后續(xù)的自動(dòng)更新指紋數(shù)據(jù)信息也將是能夠成為可能的。如果一個(gè)特定AP在某段時(shí)間內(nèi)不被用來估計(jì)某一位置，那么就有較高的幾率是因?yàn)檫@個(gè)AP已經(jīng)被刪除掉了。由于WiFi接入點(diǎn)可以很容易地被添加或者刪除掉，檢測AP的變化的技術(shù)的開發(fā)勢在必行。另一個(gè)問題也是值得探討的，那就是我們的系統(tǒng)在后續(xù)的過程當(dāng)中，將如何能夠快速有效的更新指紋數(shù)據(jù)庫中的指紋數(shù)據(jù)。我們預(yù)計(jì)檢測到的錯(cuò)誤的指紋數(shù)據(jù)可能是在比較相鄰區(qū)域中被標(biāo)記的AP時(shí)產(chǎn)生的。除了某些惡意用戶會(huì)故意上傳帶有錯(cuò)誤的位置標(biāo)簽的指紋數(shù)據(jù)的情況外，甚至于就算是善意的用戶也可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的指紋由于位置標(biāo)簽上傳過程中的錯(cuò)誤操作，以至于產(chǎn)生錯(cuò)誤的指紋數(shù)據(jù)。在基于眾包的系統(tǒng)當(dāng)中過濾錯(cuò)誤的指紋數(shù)據(jù)是必不可少的。（就是通過網(wǎng)絡(luò)做產(chǎn)品的開發(fā)需求調(diào)研，以用戶的真實(shí)使用感受為出發(fā)點(diǎn)）。我們簡要地描述一目前正在致力于的這些問題當(dāng)中的兩項(xiàng)。結(jié)果表明，我們的方案在不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下提供了強(qiáng)大的和一致的定位精度。這是難能可貴的鑒于越來越多的指紋數(shù)據(jù)的采集在不同房間的“邊”和“角”上，當(dāng)是相鄰的房間的時(shí)候，準(zhǔn)確的預(yù)測用戶的位置更加成為可能。正如預(yù)期的那樣，為一個(gè)特定的房間構(gòu)建指紋圖譜的話，隨著在不同的位置的用戶的數(shù)目的增加，指紋定位到用戶的準(zhǔn)確位置的誤差增加。我們?cè)谖鍌€(gè)級(jí)別上進(jìn)行了這些評(píng)估，在學(xué)?？缭桨藗€(gè)房間的某實(shí)驗(yàn)室（比方說，1級(jí)是一個(gè)房間的中心位置，5級(jí)是是一個(gè)房間的邊緣位置）。用戶請(qǐng)求位置信息被認(rèn)為是站在房間的中心。我們?yōu)橐粋€(gè)特定的房間建立指紋圖譜，且該指紋圖譜是在該房間的不同的部分（級(jí)別）里使用異構(gòu)的設(shè)備構(gòu)建的。因此，這樣更加有助于形成更準(zhǔn)確的，穩(wěn)健的和可靠的指紋地圖。如果某些特定的AP沒有被一個(gè)裝置探測到，且這個(gè)裝備的未被探知會(huì)引起指紋圖譜信息的丟失，然后呢，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，就很有可能其他的設(shè)備會(huì)探知到這些AP。這更加堅(jiān)定了我們的信念，我們的方法在眾包的環(huán)境下能夠運(yùn)作良好。當(dāng)多于一個(gè)來自不同設(shè)備的指紋數(shù)據(jù)被合并時(shí)，精度并沒有不降低。接下來的三個(gè)條形是從兩個(gè)不同的設(shè)備產(chǎn)生的指紋圖譜并且被合并成一個(gè)指紋地圖的情況。相同的設(shè)備對(duì)于指紋圖譜生成的階段和定位階段都不在使用。有了這樣的事實(shí)：我們的算法可以很好的應(yīng)用于眾包的室內(nèi)定位并免于校準(zhǔn)，此次評(píng)估的目的是了解設(shè)備的異質(zhì)性對(duì)定位性能的影響。我們已經(jīng)選用12dBm作為后續(xù)的評(píng)估的最佳閾值。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的情況，最佳的Delta值約為12dBm。這證明了我們的方法提供了一致的性能在異構(gòu)設(shè)備間。，最佳值對(duì)于第三樓的案例來說約為9dBm。這就阻礙了每個(gè)房間有一個(gè)獨(dú)特的指紋。在第三樓的位置檢測誤差較小相比于實(shí)驗(yàn)室的情況下。在大多數(shù)的情況下，我們能夠準(zhǔn)確的定位到用戶的位置通過使用我們的算法。我們?yōu)榱嗽u(píng)估進(jìn)行了為期三天的實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)。對(duì)于所有的設(shè)備和所有的值，通過做重復(fù)的實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)了最優(yōu)的值。第二個(gè)目的是找出最優(yōu)值，可用于后續(xù)的實(shí)驗(yàn)。在第一次評(píng)估過程中，每個(gè)位置的WiFi指紋數(shù)據(jù)收集于一部手機(jī)，收集于其它三款手機(jī)的數(shù)據(jù)與之進(jìn)行比較來得到不同的值。在這些點(diǎn)上收集的數(shù)據(jù)用于接下來兩部分的實(shí)驗(yàn)的部分。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)的地點(diǎn)是教學(xué)樓三樓的走廊，有的AP視野范圍內(nèi)是可見的。為評(píng)估，我們選擇了兩個(gè)有著不同環(huán)境的地點(diǎn)。每個(gè)指紋包括如下信息：時(shí)間戳，BSSID（AP的MAC地址），接收信號(hào)強(qiáng)度指示。這一合并方案也可以應(yīng)用到當(dāng)用戶在相同的測量位置用不同的設(shè)備上傳他們的指紋數(shù)據(jù)的情況下。我們提出的KeyValue的指紋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和value值增加了多指紋數(shù)據(jù)的相似，雖然他們是在不同設(shè)備上且位置略有不同的地方唄測量到的，這讓我們能夠簡單的合并具有相同KEY值的VALUE值。對(duì)新的數(shù)據(jù)更新指紋地圖成為可能，因?yàn)槲覀兝肁P中RSS信息的整體關(guān)系。不同于以往的技術(shù)，我們維持一個(gè)位置只有一個(gè)指紋數(shù)據(jù)。 設(shè)備異構(gòu)性實(shí)例MotorolaBionicSamsungGalaxy IIHTCNexusOneSamsungNexusSAPRSSAPRSSAPRSSAPRSSA61C63A66A61B63A64C67B63C64B68B68C64D73D70D70H73E75E72E72F75F76F72F72E76G76H72H72D76H76J75K74K76I79L79G79G79J82I80L80I82K83K81N84L83L84G83R86J84M87Galaxy185J86R87N87R85One187P87O87T86P87U87P88Galaxy286I87T88Q90Galaxy387One288Nexus190R90P87One388Q90除了設(shè)備的多樣性問題外，基于眾包的定位系統(tǒng)的另一個(gè)特別的問題是，多個(gè)用戶可以上傳自己的指紋數(shù)據(jù)，并且這些指紋數(shù)據(jù)用的同一地點(diǎn)標(biāo)簽。值表示異構(gòu)設(shè)備間由幾個(gè)相鄰AP的不一致序列引起的定位精度的變化值。對(duì)不同設(shè)備采用轉(zhuǎn)換方法的統(tǒng)一的應(yīng)用會(huì)大大降低定位精度。三個(gè)設(shè)備中沒有一個(gè)顯示相同的AP列表順序相比于用于作為指紋數(shù)據(jù)的設(shè)備。為了簡單起見，所有記錄的BSSID被單個(gè)的英文字母代替并且較小的RSS值忽略。其中，使用三不同的設(shè)備的三個(gè)不同的用戶請(qǐng)求他們自己的當(dāng)前位置。這種跨設(shè)備的參與方式，我們的新方法提供了更強(qiáng)的魯棒性和精度。以前的研究如文獻(xiàn)[21]建議使用一個(gè)線性變換來校準(zhǔn)通過不同的設(shè)備RSS值的變化。我們的無線電地圖指紋數(shù)據(jù)庫構(gòu)建和定位方法在異構(gòu)設(shè)備牽扯進(jìn)來的時(shí)候也能夠運(yùn)行良好，因?yàn)槲覀儾皇鞘褂媒^對(duì)RSS值而是用RSS值間的相對(duì)聯(lián)系信息。我們擔(dān)心高KEY值的原因是因?yàn)橄噜彽攸c(diǎn)很有可能會(huì)見到相同的具有很強(qiáng)RSS值的AP。當(dāng)用戶B和用戶C請(qǐng)求自己的位置時(shí)，在位置101的指紋數(shù)據(jù)中至少一個(gè)被標(biāo)記的KEY值被找到（即，用戶B是AP1，用戶C是AP2）然而在位置102的指紋數(shù)據(jù)中卻沒有匹配的標(biāo)記的KEY值。當(dāng)定位服務(wù)器收到了定位請(qǐng)求時(shí)，選擇至少含有一個(gè)標(biāo)記的KEY值的指紋數(shù)據(jù)來匹配請(qǐng)求數(shù)據(jù)中標(biāo)記的KEY值。為此，我們采用一個(gè)“重要標(biāo)志”的辦法，在指紋數(shù)據(jù)中賦予KEY一個(gè)一位的flag。算法1：位置估計(jì)Input: fingerprint data fpunknownOutput: estimated location l1: score0, scoreMAX02: valueMAP{}3:4: for each possible fplx in the radio map do5: for each KEYunknown in fpunknown do6: if KEYunknown is found in fplx then7: valueMAPV ALUE vector where its KEY =KEYunknown8: for each BSSID in KEYunknown do9: if BSSID is found in valueMAP then10: scorescore + 111: end if12: end for13: end if14: end for15: if score scoreMAX then16: scoreMAXscore17: llx18: end if19: end for20: return l基于我們的定位算法，來自用戶B的指紋數(shù)據(jù)對(duì)于位置101和位置102分別存儲(chǔ)了8和1，而對(duì)于用戶C，位置101和位置102分別存的是9和2，因此我們得出的結(jié)論是B和C都在位置101。ACDB101102 AP1 AP2 AP3 AP5 AP4 AP6 用戶和AP位置 每個(gè)用戶的RSS測量值（按強(qiáng)度排列）用戶A用戶BAPfpValueAPfpValueAP150AP452AP255AP165AP367AP268AP472AP374AP588AP687AP690AP591用戶C用戶DAPfpValueAPfpValueAP251AP251AP353AP353AP165AP165AP466AP466AP582AP582AP685AP685 每個(gè)用戶的指紋數(shù)據(jù)（是10dBm）用戶A用戶BKEYVALUEKEYVALUEAP1*{AP3,AP4,AP5,AP6}AP4*{AP1,AP2,AP3,AP5,AP6}AP2*{AP3,AP4,AP5,AP6}AP1*{AP5,AP6}AP3{AP5,AP6}AP2{AP5,AP6}AP4{AP5,AP6}AP3{AP5,AP6}AP5{}AP6{}AP6{}AP5{}用戶C用戶DKEYVALUEKEYVALUEAP2*{AP1,AP4,AP5,AP6}AP6*{AP1,AP2,AP3,AP4}AP3*{AP1,AP4,AP5,AP6}AP5*{AP1,AP2,AP4}AP1{AP5,AP6}AP3{AP1,AP2}AP4{AP5,AP6}AP4{AP1}AP5{}AP2{AP1}AP6{}AP1{}當(dāng)用戶B和用戶C請(qǐng)求他們自己的位置時(shí)，他們的被觀察到的指紋值被發(fā)送到服務(wù)器，然后與無線電地圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。Lx包括位置x的信息（如，房間號(hào)）KEYi是第i個(gè)頻率最大的fpValue的BSSID。本文提出的KeyValue機(jī)制和值使得指紋數(shù)據(jù)對(duì)于它們自己而言也變得有意義，而不單單是一套R(shí)SS值。然后服務(wù)器基于指紋值間的強(qiáng)度關(guān)系為位置101和位置102創(chuàng)建無線電地圖。在這個(gè)例子當(dāng)中，用戶A和用戶D是測量者而用戶B和C想知道自己的位置。讓我們先從基本的情況開始，其中的一個(gè)用戶為一個(gè)特定的位置上傳指紋數(shù)據(jù)，而其他用戶則請(qǐng)求他們的位置。RSS值通常在很強(qiáng)（如40dBm）和很弱（如100dBm）的范圍內(nèi)變化。一些建筑物，例如大學(xué)建筑中一些個(gè)人的AP以及密集的企業(yè)設(shè)計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)更是繁多，大約提供了超過30個(gè)可見的AP。不是試圖通過修改現(xiàn)有的技術(shù)，使它們能夠在異構(gòu)設(shè)備的工作環(huán)境中運(yùn)行，我們?yōu)槲覀兊哪繕?biāo)室內(nèi)體系使用場景設(shè)計(jì)了一種新的技術(shù)。他們可能運(yùn)行良好的前提是基于用戶攜帶了均質(zhì)的設(shè)備并且使用的是來自