Tôi nên sử dụng thuật toán nào cho định vị địa lý wifi?


16

Trường hợp sử dụng Pickup School (cập nhật)

Nó có thể hữu ích để đi vào một trường hợp sử dụng cụ thể hơn thay vì ví dụ sân sau ban đầu dưới đây. Cơ quan thực thi pháp luật địa phương đã bắt đầu đàn áp sử dụng tin nhắn văn bản và sử dụng điện thoại di động trong khu vực trường học. Điều này trình bày một vấn đề cho phụ huynh đón con sau khi học trung học. Ngay cả đối với những người phô trương luật pháp, tòa tháp di động nhanh chóng trở nên quá tải khi hàng trăm đứa trẻ gọi bố mẹ chúng cùng một lúc. Khuôn viên rộng, có phủ sóng wifi. Có vẻ như có thể viết một ứng dụng di động cho phép người dùng điện thoại di động gửi tin nhắn văn bản có chứa danh sách cường độ tín hiệu wifi đến dịch vụ web. Dịch vụ web sau đó sẽ tạo một bản sửa lỗi vị trí và đẩy tin nhắn đến thiết bị điều hướng trên bảng của phụ huynh. Phụ huynh sau đó sẽ lái xe đến đúng vị trí trong khuôn viên trường.

Trường hợp sử dụng sân sau (bản gốc) Khi tôi mang máy tính xách tay của mình vào sân sau và chọn "xem các mạng khả dụng", tôi thấy một danh sách 4 người hàng xóm của tôi. Khi tôi đi bộ xung quanh, cường độ tín hiệu tương đối từ hàng xóm của tôi thay đổi.

Tôi muốn đứng với máy tính xách tay của mình tại các địa điểm được biết đến ở sân sau của tôi, nhấp vào bản đồ và thu thập các điểm với 4 cường độ tín hiệu khác nhau.

Sau khi thu thập rất nhiều (nhưng không quá nhiều) các điểm hiệu chuẩn này, tôi muốn viết một chương trình có 4 mức cường độ tín hiệu wifi và ước tính vị trí ở dạng hình elip lỗi. Các tín hiệu có thể được đo bằng một thiết bị khác với thiết bị được sử dụng để thu thập các điểm hiệu chuẩn ban đầu.

Tôi nên sử dụng thuật toán nào?

Tôi không muốn làm phiền hàng xóm của mình bằng cách hỏi họ xem tôi có thể đến và khảo sát vị trí chính xác của bộ định tuyến của họ không.

Tôi có thể giả sử, tuy nhiên, vị trí của các bộ định tuyến hàng xóm của tôi không thay đổi.



4
tôi nghĩ rằng anh ta chỉ muốn làm tam giác chứ không phải cõng ...
Marinheiro

Không cõng - chỉ cần cường độ tín hiệu, đó là hợp pháp để đo lường, phải không? Tôi sẽ không "googling" wifi ... blog.discovermagazine.com/80beats/2010/10/25/NH
Kirk Kuykendall

Câu trả lời:


6

Có vẻ như bạn không biết rõ các vị trí tín hiệu, vì vậy trước tiên bạn cần ước tính chúng và sau đó, dựa trên các ước tính đó, sắp xếp vị trí của bạn.

Nếu bạn muốn một số độ chính xác và tính chân thực, hãy xem xét áp dụng mô hình khả năng cho cường độ tín hiệu, tìm khả năng tối đa và tạo bản đồ xác suất vị trí được tính toán từ các ước tính khả năng tối đa. Tối đa toàn cầu trên lưới xác định ước tính tốt nhất của vị trí và các đường viền (so với mức tối đa) đưa ra các mức độ tin cậy cho vị trí đó.

Một mô hình khả năng chung có được bằng cách đặt ra một công thức cho sự suy giảm tín hiệu và cho phép xảy ra lỗi. Bạn sẽ không đi được rất xa với công thức hoàn toàn chung (với chức năng suy giảm phụ thuộc vào góc và vị trí), vì vậy bạn sẽ phải đơn giản hóa. Chẳng hạn, bạn có thể xem xét hàm suy giảm "phổ quát", gọi nó là f , để nếu cường độ nguồn tại vị trí WiFi x bằng a thì cường độ dự kiến ​​tại một vị trí khác y được cung cấp bởi

z (y; x) = af (| y - x |).

Ví dụ: bạn có thể xem xét suy giảm bình phương nghịch đảo trong đó f (t) = 1 / t ^ 2 với điều kiện khoảng cách t lớn hơn một số ngưỡng nhỏ. Như một cách đơn giản hóa khác, bạn có thể lấy cường độ đọc z (y; x) tại vị trí y cho nguồn tại x để khác với giá trị mong đợi bởi một lỗi phân phối thông thường; giả sử tất cả các lỗi là độc lập; và cho rằng họ tất cả đều có độ lệch chuẩn tương tự ( s ). Đóng góp cho khả năng ghi nhật ký của một cường độ đọc z sau đó trở thành

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

Khả năng đăng nhập được tối đa hóa là tổng gấp đôi L (y, x) trên tất cả các vị trí y và tất cả các nguồn x . Nó là một hàm của các vị trí không xác định, cường độ nguồn không xác định và độ lệch chuẩn chưa biết của các lỗi. Nó đơn giản để tìm ra tối ưu độ lệch chuẩn và cường độ nguồn tối ưu (lấy hàm riêng, thiết lập những bằng không, và giải quyết), nhưng đối với các chức năng suy giảm thực tế f bạn gặp rắc rối phi tuyến tính cho việc tìm kiếm các địa điểm. Tuy nhiên, trong ví dụ của bạn, nó chỉ bao gồm 13 tham số để bạn có thể kết xuất nó vào, giả sử, trình tối ưu hóa đa biến Newton-Raphson và nhanh chóng nhận được câu trả lời tốt. (Tài liệu thống kê có đầy đủ các phương pháp để giải các loại phương trình này.)

Nếu bạn giả sử thêm thiết bị thứ hai có độ nhạy tương ứng lớn hơn thiết bị thu thập dữ liệu, nó sẽ tạo ra một chút khác biệt trong mô hình tôi đã đề xuất (vì cường độ tín hiệu được nhân lên gấp bội). Trong thực tế, nếu bạn để các lỗi có tỷ lệ với cường độ (để chúng có độ lệch chuẩn a * s * chứ không phải s ), sự khác biệt giữa các thiết bị sẽ không quan trọng.

Để giữ cho đơn giản này, tôi đã bỏ qua một số chi tiết thống kê, chẳng hạn như đây là một vấn đề về khoảng dự đoán đa biến, không phải là vấn đề về khoảng tin cậy. Nếu số lượng lỗi không lớn (nghĩa là s nhỏ), sự khác biệt sẽ không có nhiều hậu quả.


Cảm ơn Bill, điều này có vẻ khả thi. Với máy tính xách tay tôi mới nhận ra tín hiệu nhạy cảm với hướng ăng ten. Không chắc chắn nếu điều này là đúng với điện thoại di động. Sửa chữa vị trí sẽ đủ tốt cho trường hợp sử dụng trường trung học?
Kirk Kuykendall

Bạn có thể xử lý định hướng nhưng nó phức tạp hơn và sẽ cần nhiều bài đọc hơn. Thay vào đó hãy xem xét sử dụng tín hiệu tối đa trong số tất cả các định hướng có thể tại mỗi điểm. Trường hợp sử dụng của trường trung học là một biến thể thú vị ở chỗ nó gợi ý bạn cố gắng hết sức để xác định vị trí và điểm mạnh của người gửi WiFi một lần và mãi mãi. Sau đó là một bài tập tam giác. Một mối quan tâm tôi có là sức mạnh nguồn có thể thay đổi, thường không thể đoán trước. Điều đó thực sự có thể làm hỏng tam giác. Xem xét thêm một màn hình ban đầu cho các tín hiệu xa (thấp) để chúng không phá hỏng bản sửa lỗi.
whuber



0

Nếu bạn đang thu thập vị trí với gps tôi nghĩ rằng bạn đang xem xét hai yếu tố lỗi khác nhau. Một cho gps và một cho cường độ tín hiệu.


Trong bối cảnh này, Kirk thực sự có thể xác minh các vị trí trong sân sau của mình một cách độc lập (tức là chỉ cần lấy nhiều lần đọc GPS từ mỗi vị trí).
Andy W

0

Bạn không thể tận dụng một trong những hệ thống định vị WiFi hiện có như Skyhook Wireless hoặc Core Location trong Apple iOS? Skyhook cho phép bạn thêm địa chỉ MAC Wi-Fi vào cơ sở dữ liệu của họ theo cách thủ công, iOS tự động thu thập địa chỉ MAC Wi-Fi bằng iPhone được trang bị GPS.


Đây có thể không phải là một ý tưởng tồi nếu anh ta muốn tìm ra vị trí của mình. Nhưng anh ta đang cố gắng tìm ra cách để thu thập các vị trí của các mạng. Hơn nữa, anh ta đang cố gắng sắp xếp vị trí của mình dựa trên cường độ của tín hiệu WiFi. Tôi không chắc chắn nếu các giải pháp thương mại làm điều đó.
jvangeld

@jvangeld: Theo tôi hiểu, Core Location trong iOS sử dụng cường độ tín hiệu Wi-Fi để tam giác vị trí. Đối với trường hợp đón trường được đề cập, nó sẽ là cách để đi.
Ortwin Gentz

0

Kirk,

Trong khi tôi có thể sai, tôi nghĩ bạn đang vượt qua mọi thứ. Mặc dù công bằng, nhưng không phải là một phần của thế giới, tôi không biết những hạn chế mà bạn làm việc trong môi trường trường học.

Mặc dù hầu hết các thiết bị di động đã hỗ trợ GPS và hoặc tam giác tháp di động, đối với WiFi, SkyHook là câu trả lời cho các lý do sau: 1. Cơ sở dữ liệu về các vị trí WiFi của chúng là LỚN. 2. Mỗi khi một ứng dụng sử dụng SkyHook được sử dụng, nó sẽ thêm các mạng WiFi mới được tìm thấy vào cơ sở dữ liệu. Vì vậy, nó càng được sử dụng trong một khu vực, nó càng trở nên chính xác hơn. Tôi đoán rằng ở một vị trí mật độ cao như khuôn viên, nếu không có độ che phủ tốt, nó sẽ có trong vài ngày sử dụng thường xuyên. 3. Một số điện thoại sử dụng SkyHook như một phần của API vị trí của họ, có nghĩa là ngày càng nhiều API điện thoại thông thường sẽ được tích hợp sẵn.

Thành thật mà nói, trừ khi bạn muốn dịch vụ này có sẵn trên máy tính xách tay (hầu hết các trình duyệt mới đều có SkyHook tích hợp), hầu hết các điện thoại hiện có GPS, có thể được truy cập thông qua API điện thoại gốc, có thể là iOS, Android, WP7 hoặc BlackBerry. Tùy chọn khác là làm cho nó trở thành một ứng dụng web di động, ứng dụng này chỉ sử dụng API vị trí của trình duyệt, với quyền truy cập vào tất cả các công cụ định vị trên điện thoại.


Tôi nghĩ skyhook thu thập dữ liệu thông qua phường. Tôi không thể tưởng tượng họ lái xe trên đường đến trường, mặc dù tôi cho rằng đó là nơi công cộng.
Kirk Kuykendall

Bạn đã đúng, nhưng vì khách hàng 'mở rộng' cơ sở dữ liệu của họ ngoài việc điều khiển chiến tranh, nên có thể bạn sẽ thấy họ có phạm vi bảo hiểm. Bạn luôn có thể kiểm tra bằng cách tải Opera lên máy tính xách tay của mình, vào khuôn viên trường có bật maps.google.com và WiFi và xem nơi đặt nó.
BlinkyBill
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.