1.一種基于模式分類的室內(nèi)外無縫切換方法,所述方法包含:
步驟101)掃描并記錄移動(dòng)終端附近的wifi信號(hào)的強(qiáng)度信息及北斗/GPS的導(dǎo)航定位信號(hào),其中,所述北斗/GPS導(dǎo)航定位信號(hào)包含:移動(dòng)終端當(dāng)前的位置、方向或精度因子;
基于記錄的強(qiáng)度信息及導(dǎo)航定位信號(hào)構(gòu)造當(dāng)前移動(dòng)終端所在位置的特征向量;
步驟102)利用歷史數(shù)據(jù)對(duì)特征矢量和當(dāng)前位置的關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí),建立機(jī)器學(xué)習(xí)模型;
基于歷史數(shù)據(jù)生成訓(xùn)練樣本集,對(duì)所建立的機(jī)器學(xué)習(xí)模型加以訓(xùn)練進(jìn)而得到SVM識(shí)別函數(shù),該SVM識(shí)別函數(shù)用于判斷當(dāng)前移動(dòng)終端位于室內(nèi)還是室外;
步驟103)基于得到的wifi信號(hào)的強(qiáng)度信息和北斗/GPS的導(dǎo)航定位信號(hào),再根據(jù)建立的SVM識(shí)別函數(shù),識(shí)別所述移動(dòng)終端的當(dāng)前狀態(tài);
其中,所述當(dāng)前狀態(tài)為:移動(dòng)終端位于室內(nèi)或者室外;
步驟104)根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)的識(shí)別結(jié)果,再進(jìn)一步判斷是否對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行室內(nèi)和室外間的切換操作,具體為:
設(shè)定第一閾值和第二閾值,所述第一閾值與第二閾值均為大于1的自然數(shù);
當(dāng)移動(dòng)終端是從室外進(jìn)入室內(nèi),且連續(xù)若干次判斷移動(dòng)終端當(dāng)前均在室內(nèi),則實(shí)現(xiàn)室外向室內(nèi)模式的切換;其中,所述若干次的具體取值為大于等于第一閾值的數(shù);
當(dāng)移動(dòng)終端是從室內(nèi)進(jìn)入室外,并連續(xù)若干次判斷移動(dòng)終端在室外時(shí),則進(jìn)行室內(nèi)模式向室外模式的切換;其中,所述若干次的具體取值為大于等于第二閾值的數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模式分類的室內(nèi)外無縫切換方法,其特征在于,所述步驟102)進(jìn)一步包括:
步驟102-1)將整個(gè)待定位區(qū)域劃分為“J×K”個(gè)網(wǎng)格,并將每個(gè)網(wǎng)格的坐標(biāo)點(diǎn)記為其中,j=1,2,…,J且k=1,2,…,K;
步驟102-2)基于歷史數(shù)據(jù)對(duì)每個(gè)網(wǎng)格的wifi信號(hào)強(qiáng)度、北斗/GPS導(dǎo)航信息進(jìn)行采集,構(gòu)造位置識(shí)別特征向量;
步驟102-3)以每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)采集的信息構(gòu)成的位置特征向量作為輸入點(diǎn),以當(dāng)前移動(dòng)終端處在室內(nèi)還是室外的狀態(tài)作為輸出,進(jìn)而生成訓(xùn)練樣本集,其中,采用一 位二進(jìn)制數(shù)表示處于室外和室外兩種狀態(tài):所述輸入特征集表示為:X=[x1,x2,…,xJ×K];所述輸出目標(biāo)集表示為:f=[y1,y2,…,yJ×K];
步驟102-4)采用步驟102-3)所得到的訓(xùn)練樣本集對(duì)支持向量機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練,利用訓(xùn)練樣本集給出的輸入特征集和輸出目標(biāo)集,對(duì)SVM進(jìn)行訓(xùn)練,得到用于判斷當(dāng)前移動(dòng)終端所在位置的SVM識(shí)別函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于模式分類的室內(nèi)外無縫切換方法,其特征在于,所述步驟102-4)采用如下算法對(duì)SVM進(jìn)行訓(xùn)練:
步驟102-4-1)利用二次規(guī)劃算法,求解下式的最優(yōu)化問題:
其中,ε為一給定的參數(shù)值,αm*、αm為訓(xùn)練求取的參數(shù),fm為訓(xùn)練輸出集的第m個(gè)目標(biāo)輸出值,Xm為輸入特征集的第m個(gè)樣本,K(Xm,Xn)為徑向基函數(shù)核函數(shù);
所述徑向基函數(shù)核函數(shù)為:
其中,γ為高斯核函數(shù)寬度參數(shù);
步驟102-4-2)訓(xùn)練完成后,建立的SVM函數(shù)為:
其中,b為訓(xùn)練得到的閾值,αm*、αm為訓(xùn)練求取的參數(shù);X=(x,y)T為給定的待預(yù)測(cè)樣本特征矢量;為識(shí)別函數(shù)的輸出值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模式分類的室內(nèi)外無縫切換方法,其特征在于,所述步驟103)進(jìn)一步包括:
步驟103-1)利用步驟102)獲得的位置識(shí)別函數(shù)對(duì)移動(dòng)終端的當(dāng)前位置進(jìn)行位置識(shí)別,其中對(duì)于任意輸入x的識(shí)別結(jié)果為:
步驟103-2)當(dāng)I=1時(shí),判斷當(dāng)前處于室外;當(dāng)I=0時(shí),當(dāng)前移動(dòng)終端處于室內(nèi)。
5.一種基于模式分類的室內(nèi)外無縫切換系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包含:
信號(hào)采集記錄模塊,用于掃描并記錄移動(dòng)終端附近的wifi信號(hào)的強(qiáng)度信息及北斗/GPS的導(dǎo)航定位信號(hào),其中,所述北斗/GPS導(dǎo)航定位信號(hào)包含:移動(dòng)終端當(dāng)前的位置、方向或精度因子;基于記錄的強(qiáng)度信息及導(dǎo)航定位信號(hào)構(gòu)造當(dāng)前移動(dòng)終端所在位置的特征向量;
構(gòu)造SVM識(shí)別函數(shù)的模塊,用于利用歷史數(shù)據(jù)對(duì)特征矢量和當(dāng)前位置的關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí),建立機(jī)器學(xué)習(xí)模型;基于歷史數(shù)據(jù)生成訓(xùn)練樣本集,對(duì)所建立的機(jī)器學(xué)習(xí)模型加以訓(xùn)練進(jìn)而得到SVM識(shí)別函數(shù),該SVM識(shí)別函數(shù)用于判斷當(dāng)前移動(dòng)終端位于室內(nèi)還是室外;
當(dāng)前狀態(tài)判決模塊,用于基于得到的wifi信號(hào)的強(qiáng)度信息和北斗/GPS的導(dǎo)航定位信號(hào),再根據(jù)建立的SVM識(shí)別方程,識(shí)別所述移動(dòng)終端的當(dāng)前狀態(tài);其中,所述當(dāng)前狀態(tài)為:移動(dòng)終端位于室內(nèi)或者室外;
切換決策模塊,用于根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)的識(shí)別結(jié)果,再進(jìn)一步判斷是否對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行室內(nèi)和室外間的切換操作,具體為:
設(shè)定第一閾值和第二閾值,所述第一閾值與第二閾值均為大于1的自然數(shù);
當(dāng)移動(dòng)終端是從室外進(jìn)入室內(nèi),且連續(xù)若干次判斷移動(dòng)終端當(dāng)前均在室內(nèi),則實(shí)現(xiàn)室外向室內(nèi)模式的切換;其中,所述若干次的具體取值為大于等于第一閾值的數(shù);
當(dāng)移動(dòng)終端是從室內(nèi)進(jìn)入室外,并連續(xù)若干次判斷移動(dòng)終端在室內(nèi)時(shí),則進(jìn)行室內(nèi)模式向室外模式的切換;其中,所述若干次的具體取值為大于等于第二閾值的數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模式分類的室內(nèi)外無縫切換系統(tǒng),其特征在于,所述構(gòu)造SVM識(shí)別函數(shù)的模塊進(jìn)一步包括:
劃分子模塊,用于將整個(gè)待定位區(qū)域劃分為“J×K”個(gè)網(wǎng)格,并將每個(gè)網(wǎng)格的坐標(biāo)點(diǎn)記為其中,j=1,2,…,J且k=1,2,…,K;
特征矢量構(gòu)造子模塊,用于基于歷史數(shù)據(jù)對(duì)每個(gè)網(wǎng)格的wifi信號(hào)強(qiáng)度、北斗/GPS導(dǎo)航信息進(jìn)行采集,構(gòu)造位置識(shí)別特征向量;
訓(xùn)練樣本獲取子模塊,用于以每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)采集的信息構(gòu)成的位置特征向量作為輸入點(diǎn),以當(dāng)前移動(dòng)終端處在室內(nèi)還是室外的狀態(tài)作為輸出,進(jìn)而生成訓(xùn)練樣本集,其中,采用一位二進(jìn)制數(shù)表示處于室外和室外兩種狀態(tài):所述輸入特征集表示為:X=[x1,x2,…,xJ×K];所述輸出目標(biāo)集表示為:f=[y1,y2,…,yJ×K];
訓(xùn)練子模塊,用于采用得到的訓(xùn)練樣本集對(duì)支持向量機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練,利用訓(xùn)練樣本集給出的輸入特征集和輸出目標(biāo)集,對(duì)SVM進(jìn)行訓(xùn)練,得到用于判斷當(dāng)前移動(dòng)終端所在位置的SVM識(shí)別函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于模式分類的室內(nèi)外無縫切換系統(tǒng),其特征在于,所述訓(xùn)練子模塊還包含:
第一處理子單元,用于利用二次規(guī)劃算法,求解下式的最優(yōu)化問題:
其中,ε為一給定的參數(shù)值,αm*、αm為訓(xùn)練求取的參數(shù),fm為訓(xùn)練輸出集的第m個(gè)目標(biāo)輸出值,Xm為輸入特征集的第m個(gè)樣本,K(Xm,Xn)為徑向基函數(shù)核函數(shù);
所述徑向基函數(shù)核函數(shù)為:
其中,γ為高斯核函數(shù)寬度參數(shù);
第二處理子單元,用于訓(xùn)練完成后建立SVM識(shí)別函數(shù)為:
其中,b為訓(xùn)練得到的閾值,αm*、αm為訓(xùn)練求取的參數(shù);X=(x,y)T為給定的待預(yù)測(cè)樣本特征矢量;為識(shí)別函數(shù)的輸出值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于模式分類的室內(nèi)外無縫切換系統(tǒng),其特征在于,所述當(dāng)前狀態(tài)判決模塊進(jìn)一步包括:
識(shí)別預(yù)處理子模塊,用于利用獲得的位置識(shí)別函數(shù)對(duì)移動(dòng)終端的當(dāng)前位置進(jìn)行位置識(shí)別,其中對(duì)于任意輸入x的識(shí)別結(jié)果為:
識(shí)別子模塊,用于依據(jù)如下原則作出判決:當(dāng)I=1時(shí),判斷當(dāng)前處于室外;當(dāng)I=0時(shí),當(dāng)前移動(dòng)終端處于室內(nèi)。