Hapi：一种鲁棒的免标定伪三维 WiFi 室内定位系统

在本文中，我们提出 Hapi，一种利用现成标准 WiFi 提供伪三维室内定位的新系统。它估计用户所在楼层以及其在该楼层上的二维位置。Hapi 免标定，部署时仅需建筑楼层平面图和 WiFi AP 的安装位置。我们的分析表明，虽然用户能听到邻近楼层及其所在楼层的 AP 信号，但相较于同层 AP，其通常仅接收来自远处楼层空间上更近的 AP 的信号。这是由于楼层/天花板造成的信号衰减以及 AP 与用户之间的三维距离所致。Hapi 利用这一观察实现准确且鲁棒的位置估计。我们提出一种基于深度学习的方法识别用户所在楼层。随后，将识别出的楼层与用户可见的来自所有楼层的 AP 用于通过一种新颖的基于 RSS-Rank 高斯的方法估计其二维位置。此外，我们提出一种基于回归的方法预测 Hapi 位置估计的质量，并在卡尔曼滤波中加以使用以进一步提升精度。我们的评估结果来自在 5 栋不同、最多 9 层的多层建筑中，13 名受试者使用多种安卓设备历时 6 个月的部署，表明 Hapi 能以高达 95.2% 的准确率识别用户确切楼层，并以 3.5m 的中位精度估计其二维位置，相较相关的免标定最先进系统分别实现了 52.1% 和 76.0% 的提升。