wifi地理定位应使用哪种算法?


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学校接送用例(更新)

进入更具体的用例,而不是下面的原始后院示例,可能会有所帮助。当地执法部门已开始打击在学校区域使用短信和手机的行为。这给父母在初中毕业后接孩子带来了问题。即使对于那些自欺欺人的人,当成千上万的孩子一次打电话给父母时,手机信号塔也会很快变得超负荷。校园很大,有wifi覆盖。似乎应该有可能编写一个移动应用程序,使手机用户可以向网络服务发送包含wifi信号强度列表的文本消息。然后,Web服务将创建位置定位,并将消息推送到父母的车载导航设备。然后,家长将开车到校园中的正确位置。

后院用例(原始) 当我将笔记本电脑带入后院并选择“查看可用网络”时,我会看到4个邻居的列表。当我四处走动时,邻居的相对信号强度会发生变化。

我想将笔记本电脑放在我后院的已知位置,点击地图并收集具有4种不同信号强度的点。

在收集了很多(但不是太多)这些校准点之后,我想编写一个程序,该程序采用4个wifi信号强度级别,并以误差椭圆的形式估算位置。可以使用与用于收集原始校准点的设备不同的设备来测量信号。

我应该使用什么算法?

我不想问我是否可以进来并调查他们路由器的确切位置来打扰我的邻居。

但是,我可以假设邻居路由器的位置没有变化。



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我认为他只是想做三角剖分,而不是
piggy带

没有piggy带-只是信号强度,这是合法的测量方法,对吗?我不会被“谷歌搜索”的WiFi ... blogs.discovermagazine.com/80beats/2010/10/25/...
柯克Kuykendall

Answers:


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听起来您不太清楚信号的位置,因此您需要首先估计它​​们,然后根据这些估计,对您的位置进行三角测量。

如果需要某种准确性和真实性,请考虑为信号强度采用似然模型,找到最大似然,并绘制根据最大似然估计计算出的位置概率的网格图。网格上的全局最大值确定了位置的最佳估计值,轮廓(相对于最大值)给出了该位置的置信度集。

通过为信号衰减设定公式并考虑误差,可以获得一般似然模型。完全通用的公式(具有与角度和位置有关的衰减函数)不会让您走得太远,因此必须简化。例如,您可能考虑使用“通用”衰减函数,将其称为f,这样,如果WiFi位置x处的源强度等于a,则另一个位置y处的预期强度由下式给出:

z(y; x)= af(| y-x |)。

例如,如果距离t大于某个小阈值,则可以考虑f(t)= 1 / t ^ 2的平方反比衰减。作为另一种简化,你可能采取的强度读数Z(Y; X)在位置ý用于源在X成从由正态分布的误差的预期值不同; 假设所有错误都是独立的;并假定它们都具有相同的标准偏差(小号)。强度读数z对对数似然的贡献于是变为

L(y,x)=-[(z(y; x)-af(| yx |)^ 2 / s ^ 2 + ln(s)] / 2。

要最大化的对数似然率是所有位置y和所有源x的L(y,x)的两倍。它是未知位置,未知源强度和未知误差标准偏差的函数。找到最佳标准偏差和最佳光源强度(将偏导数,将其设为零,然后求解)是很容易的,但是对于实际的衰减函数f,您会发现一个非线性的问题,即无法找到位置。但是,在您的示例中,它仅包含13个参数,因此您应该能够将其转储到多变量Newton-Raphson优化器中,并迅速获得良好的答案。(统计资料中充斥着解决这类方程的方法。)

如果您另外假设第二个设备具有比数据收集设备更高的灵敏度,那么它在我建议的模型中几乎没有什么区别(因为信号强度成倍增加)。实际上,如果让误差随强度变化(因此它们的标准偏差为a * s *而不是s),则设备之间的差异应该无关紧要。

为了保持这种简单性,我跳过了一些统计细节,例如,这是一个多变量预测区间问题,而不是置信区间问题。如果误差量不大(即s小),则差异不会有太大的影响。


谢谢比尔,这看起来可行。对于笔记本电脑,我刚刚意识到信号对天线方向很敏感。不确定手机是否正确。位置定位对于中学用例是否足够好?
Kirk Kuykendall

您可以处理方向,但是它会变得更加复杂,并且需要更多的读数。可以考虑在每个点的所有可能方向中使用最大信号。中学用例是一个有趣的变体,它建议您尽一切努力确定WiFi发送器的位置和优势。之后是三角剖分练习。我关心的一个问题是,源头的力量可能会变化,通常是无法预测的。那真的可以搞砸三角剖分。考虑为外围(低)信号添加初始屏幕,以免破坏信号。
Whuber



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如果您使用gps收集位置,我认为您正在查看两个不同的错误因素。一个用于gps,另一个用于信号强度。


在这种情况下,柯克实际上可以独立地验证其后院中的位置(即,只需从每个位置获取多个GPS读数)。
安迪W 2010年

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您是否无法利用现有的WiFi定位系统之一,例如Skyhook Wireless或Apple iOS中的Core Location?Skyhook允许您手动将Wi-Fi MAC地址添加到他们的数据库中,iOS使用配备GPS的iPhone自动收集Wi-Fi MAC地址。


如果他想弄清楚自己在哪里,这可能不是一个坏主意。但是他正在尝试找出一种自己收集网络位置的方法。此外,他正在尝试根据WiFi信号的强度来对自己的位置进行三角测量。我不确定商业解决方案是否可以做到这一点。
jvangeld 2010年

@jvangeld:据我了解,iOS中的核心位置使用Wi-Fi信号强度对位置进行三角测量。对于提到的学校接送箱,这将是必经之路。
Ortwin Gentz 2010年

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柯克

虽然我可能是错的,但我认为您已经使事情变得复杂了。公平地说,不是来自您所在的地区,我不知道您在学校校园环境中遇到的限制。

虽然大多数移动设备已经支持GPS和/或基站信号塔三角测量,但对于WiFi而言,SkyHook的原因如下:1.其WiFi位置数据库庞大。2.每次使用使用SkyHook的应用程序时,它都会将具有位置的新发现的WiFi网络添加到数据库中。因此,在一个区域中使用的次数越多,它就越准确。我猜想在像校园这样的高密度地区,如果覆盖范围还不够大,它将在几天之内正常使用。3.一些电话将SkyHook用作其位置API的一部分,这意味着越来越多的普通电话API都已内置了该功能。

老实说,除非您希望在笔记本电脑上使用此服务(大多数新的浏览器都内置了SkyHook),否则现在大多数手机都具有GPS,可以通过本地手机API(iOS,Android,WP7或黑莓。另一个选择是使其成为移动Web应用程序,该应用程序将仅使用浏览器位置API,并且始终可以访问电话上的所有位置工具。


我以为天钩是通过守卫收集数据的。尽管我认为这些车是公共的,但我无法想象他们会开车上学。
Kirk Kuykendall,2010年

您是正确的,但是由于客户除了进行战役外还“扩展”了他们的数据库,因此您可能仍然会发现他们具有覆盖范围。您始终可以通过以下方式进行测试:将Opera加载到笔记本电脑上,在启用了maps.google.com和WiFi的情况下进入校园,然后查看它的放置位置。
BlinkyBill 2010年
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