基于空间杂波信号的室内定位方法

基于空间杂波信号的室内定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及室内定位领域，尤其设及一种基于空间杂波信号的室内定位方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展与城市化进程的推进，城市大型单体建筑迅速增多，大型建筑室 内空间面积大、布局复杂，室内定位及导航需求快速增加。近年来，室内定位技术取得了一 定进步。室内定位技术主要通过无线电波、超声波、特定波长的光源等信号的空间分布规 律，将空间信号与地理位置信息关联，进而确定出目标位置。目前常用室内定位技术主要 有:基于wifi网络的室内定位技术、依托蓝牙信标或iBeacon协议蓝牙信标的室内定位技 术，基于RFID的室内定位，W及基于Wi-Fi的RFID定位方案等类似组合方案；W及不需要布 设设备的基于运营商基站信号的室内定位方法，基于地磁的室内定位方法。但现有技术硬 件设备布设造成成本高，或只分析某一种信号造成精度差。
[0003] 硬件设备布设信标设备的室内定位方法：需要在目标区域预先人工布设wifi网 络、蓝牙基站(或iBeacon)、声音信号源、光源等作为信标的技术方法，为了保证定位精度， 需要布设较高密度的信标并对信标位置进行精细规划，耗费大量的信号源设备成本、布设 人工成本W及时间成本，导致推广和覆盖成本高昂，且推广极其缓慢;分析单一信号的室内 定位方法:比如单一采用蓝牙信号或地磁信号等，可供用来定位的信号差异化特性不明显， 容易造成定位精度不高、定位灵敏度低等特点，通常通过增加信标的方法解决，但同时也增 加了设备成本。

【发明内容】

[0004] 为了解决上述问题，本发明公开了一种基于空间杂波信号的室内定位方法，它由 定位点空间杂波信号、空间杂波信号与位置信息关联数据库、室内定位解算模块、移动终端 组成。所述的室内定位解算模块安装在移动终端，用于接收当前空间杂波信号，从中过滤出 定位点空间杂波信号，利用定位点空间杂波信号与数据库信息对比，室内定位解算模块分 析计算出当前用户室内位置坐标。不需要信标设备布设和依赖单一种类信号，降低室内定 位覆盖成本，提高室内定位精度和灵敏度、产品覆盖速度和推广速度，丰富了可供分析的不 同空间位置信号差异化特征。
[0005] 为达此目的，本发明采用W下技术方案：
[0006] 基于空间杂波信号的室内定位方法由定位点空间杂波信号、空间杂波信号与位置 信息关联数据库、室内定位解算模块、移动终端组成，其特征在于:所述的空间杂波信号为 用户处于当前位置时，智能手机及其他移动终端能接收到现有的可量化信号，由现有的 GPS信号、运营商3G/4G/5G信号、wifi信号、蓝牙信号、地磁信号的单一信号或多种信号组 合;所述的空间杂波信号与位置信息关联数据库由室内空间位置坐标、室内空间布局及路 径信息、室内空间杂波信号分布信息或空间杂波信号源位置及福射强度信息组成，该数据 库存储有初始预置数据，也可具备数据学习能力随着存储数据量的提升改善数据精准度和 信息量;所述的室内定位解算模块安装在移动终端，用于接收当前空间杂波信号，从中过滤 出定位点空间杂波信号，利用定位点空间杂波信号与数据库信息对比，室内定位解算模块 分析计算出当前用户室内位置坐标;所述的移动终端设置有室内定位解算模块和接收当前 空间杂波信号功能，也能同时存放定位点空间杂波信号与位置信息关联数据库，能更新数 据库信息。
[0007] 其中，所述的数据库能存放在单独服务器中，也能存放在移动终端中，供室内定位 解算模块访问。
[0008] 其中，所述的室内定位解算模块，能作为独立的智能移动终端程序形式，也能做为 多种智能移动终端程序的功能模块形式。
[0009] 其中，所述的室内定位解算模块同样适用于布设信标设备的室内定位方法。
[0010] 其中，所述的定位点空间杂波信号为杂波信号的多种可量化特征，不局限于信号 强度。
[0011] 本发明的有益效果：
[0012] 1.本发明的数据库能存放在单独服务器中，也能存放在移动终端中，供室内定位 解算模块访问，给用户使用和数据库的扩展提供更多选择方式。
[0013] 2.本发明借助目标区域现有空间各类杂波信号，不需要信标设备布设，明显降低 了室内定位覆盖成本，极大提高了覆盖速度和推广速度。
[0014] 3.本发明不依赖单一种类信号或信标，丰富了可供分析的不同空间位置信号差异 化特征，明显提高了室内定位精度和灵敏度。
【附图说明】
[0015] 图1.为基于空间杂波信号的室内定位方法实施例示意图；
[0016] 图2.为基于空间杂波信号的室内定位方法实施例详细流程示意图；
【具体实施方式】
[0017] 为了使本发明的目的和技术方案W及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施 例，对本发明做进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W对发明的解 释，并不用于限定所述求的权利要求。
[0018] 见实施例图1和图2所示，基于空间杂波信号的室内定位方法由定位点空间杂波信 号、空间杂波信号与位置信息关联数据库、室内定位解算模块、移动终端组成。其特征在 于:所述的空间杂波信号为用户处于当前位置时，智能手机及其他移动终端能接收到现有 的可量化信号，由现有的GI^信号、运营商3G/4G/5G信号、wifi信号、蓝牙信号、地磁信号的 单一信号或多种信号组合;所述的空间杂波信号与位置信息关联数据库由室内空间位置坐 标、室内空间布局及路径信息、室内空间杂波信号分布信息或空间杂波信号源位置及福射 强度信息组成，该数据库存储有初始预置数据，也可具备数据学习能力随着存储数据量的 提升改善数据精准度和信息量;所述的室内定位解算模块安装在移动终端，用于接收当前 空间杂波信号，从中过滤出定位点空间杂波信号，利用定位点空间杂波信号与数据库信息 对比，室内定位解算模块分析计算出当前用户室内位置坐标;所述的移动终端设置有室内 定位解算模块和接收当前空间杂波信号功能，也能同时存放定位点空间杂波信号与位置信 息关联数据库，能更新数据库信息。
[0019] 优选地，在图中的数据库能存放在单独服务器中，也能存放在移动终端中，供室内 定位解算模块访问。
[0020] 优选地，在图中的室内定位解算模块，能作为独立的智能移动终端程序形式，也能 做为多种智能移动终端程序的功能模块形式。
[0021] 优选地，在图中的室内定位解算模块同样适用于布设信标设备的室内定位方法。
[0022] 优选地，在图中的定位点空间杂波信号为杂波信号的多种可量化特征，不局限于 信号强度。
[0023] 基于空间杂波信号的室内定位的详细流程为：
[0024] 步骤1:使用移动终端设备采集室内空间不同位置处的空间杂波信号列表，并记录 对应的位置坐标，即每个坐标点对应一个空间杂波信号列表；
[0025] 步骤2:建立室内空间位置与空间杂波信号关联数据库，数据库至少应包含下述两 类数据的一类或全部:A类数据.空间位置坐标及对应的空间杂波信号列表(见图2中方法 一）;B类数据.空间不同杂波信号源位置坐标及福射强度，（见图2中方法二）。
[0026] 步骤3:用户使用智能手机等移动终端请求进行室内定位时，由移动终端接收当前 位置处空间杂波信号；
[0027] 步骤4:室内定位解算模块接收并整理移动终端获取的当前位置处空间杂波信号 列表；
[002引方法1:
[0029] 步骤5-1:读取数据库空间位置杂波信号数据列表，即读取数据库中A类数据，包括 空间位置坐标及该坐标对应的空间杂波信号列表；
[0030] 步骤6-1:找出数据库与当前位置处空间杂波信号列表相似度最高的空间杂波信 号列表对应的空间位置坐标;计算两个空间杂波信号列表相似度的方法可W是MAC地址重 合度、强度相似度等评价指标，也可W是其他计算相似度的方法或改进方法;该步骤将得出 一个或多个最相似位置坐标；
[0031] 步骤7-1:对步骤6-1计算得出的一个或多个最相似位置坐标作加权平均计算；该 步骤得出最相似位置坐标的加权平均值;计算加权平均值使用的权重系数依据具体选取的 加权平均算法而定；
[0032] 步骤8-1:获得当前位置坐标:将步骤7-1所得最相似位置坐标的加权平均值作为 当前位置坐标。
[0033] 方法 2:
[0034] 步骤5-2:读取数据库空间位置杂波信号源位置及福射强度列表，即读取数据库中 B类数据，包括室内空间各位置出收到的信号源标识、坐标、强度列表；
[0035] 步骤6-2:使用当前各杂波信号强度及数据库所存相应信号源位置和福射强度，估 算各杂波信号对应的当前位置与信号源位置的距离;此步骤得到使用当前位置各杂波信号 估算出的当前位置与信号源位置的距离列表;当前位置与各信号源位置的距离计算可W使 用无线信号空间传播衰减公式；
[0036] 步骤7-2:使用信号源位置与步骤6-2所得距离列表，用最小二