一种室内导航的方法及装置的制造方法

一种室内导航的方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种室内导航的方法及装置，室内导航的方法包括：获取当前位置点处扫描到的至少三个无线接入热点的信号强度；根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号强度，生成与所述当前位置点对应的当前位置信息；根据所述当前位置信息与至少两个预设指纹点的指纹位置信息，确定所述当前位置点与各所述预设指纹点之间的相似度；根据所述相似度从所述预设指纹点中选取与所述当前位置点对应的位置估算指纹点；根据所述位置估计指纹点的坐标信息以及所述位置估计指纹点与所述当前位置点的相关程度，确定所述当前位置点的坐标信息。本发明利用建筑物内的无线局域网络实现为用户提供室内定位，无需增加额外的硬件设备，部署成本低，易于实现。
【专利说明】
一种室内导航的方法及装置
技术领域
[0001] 本发明实施例涉及室内导航技术，尤其涉及一种室内导航的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着建筑技术的发展和人们生活需求的提高，公共建筑物的规模不断扩大，而且 功能日趋复杂。在大型公交枢纽、商场、图书馆等公共建筑物内，人们常常无法准确判断自 己所处的位置。针对这一问题，设计开发可用于公共建筑的室内导航系统，使用户可以在智 能设备上实现室内人员定位、导航和各种信息等实时查询。
[0003] 由于大型建筑物内GPS信号不稳定，且基于GPS的定位方法在垂直方向上的精度较 低，难以实现在建筑物内部的准确定位。采用基于紫蜂协议（ZigBee)、蓝牙、射频识别 (Radio Frequency Identification，RFID)等技术的定位方法，需要架设一定数量的硬件 设备，在大型公共建筑物中应用经济性较差，且会大幅增加运行和维护的成本。
[0004] 随着无线局域网络(Wireless Local Area Networks，WLAN)在室内环境的广泛部 署，以及诸如智能手机和平板电脑等移动终端的普及应用，基于WLAN的室内定位技术无需 增加额外的硬件设备，为用户提供室内定位，且部署成本低，易于实现。

【发明内容】

[0005] 本发明提供一种室内导航的方法及装置，以实现利用公共建筑物内的无线局域网 络为用户提供室内定位。
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种室内导航的方法，包括：
[0007] 获取当前位置点处扫描到的至少三个无线接入热点的信号强度；
[0008] 根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号强度，生成与所述当前位置点对 应的当前位置信息；
[0009] 根据所述当前位置信息与至少两个预设指纹点的指纹位置信息，确定所述当前位 置点与各所述预设指纹点之间的相似度；
[0010] 根据所述相似度从所述预设指纹点中选取与所述当前位置点对应的位置估算指 纹占.
[0011] 根据所述位置估计指纹点的坐标信息以及所述位置估计指纹点与所述当前位置 点的相关程度，确定所述当前位置点的坐标信息。
[0012] 进一步的，根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号强度，生成与所述当 前位置点对应的当前位置信息包括：
[0013] 获取室内热点标识模板向量APid，其中，APid^APidhAPicb、…、APidi)，lG[l， LLAPicU代表在模板向量的第1位置处的无线接入热点标识名，L为室内配置的无线接入热 点总数目；
[0014]根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号强度，以及所述室内热点标识模 板向量APid，生成第一信号强度向量s，作为与所述当前位置点对应的当前位置信息，其中， s = ( RaP1、Rap2、…、Rapi )，1G[1，L];其中，Rapi为第1个无线接入热点API在当前位置扫描到的 信号强度，s为LX1阶向量。
[0015] 进一步的，根据所述当前位置信息与至少两个预设指纹点的指纹位置信息，确定 所述当前位置点与各所述预设指纹点之间的相似度包括：
[0016] 根据各预设指纹点处扫描到的无线接入热点的信号强度，以及所述室内热点标识 模板向量APid，生成与各所述预设指纹点对应的第二信号强度向量~(11 = 1，2,…，N)，作为 各所述预设指纹点的指纹位置信息，其中，N为所述预设指纹点的个数，sdLXl阶向量；
[0017] 根据第一公式
计算各所述预设指纹点 的指纹位置信息与所述当前位置信息之间的相关系数，并将所述相关系数作为所述当前位 置点与各所述预设指纹点之间的相似度；
[0018]其中，R(s，sn)为Pearson相关函数，相关系数RG [-1，1]，Sni为第n个所述预设指纹 点处的第1个所述无线接入热点的信号强度，S1为第1个所述无线接入热点在所述当前位置 点处的信号强度，i为第n个所述预设指纹点处的各个所述无线接入热点的信号强度的平 均值，i为各个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度的平均值。
[0019]进一步的，根据所述相似度从所述预设指纹点中选取与所述当前位置点对应的位 置估算指纹点包括：
[0020]根据第1个所述无线接入热点APi在第n个所述预设指纹点FPn处的信号强度RSSm 与第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度si相等的边缘概率，确定所述 预设位置指纹点的指纹位置信息和所述当前位置点的当前位置信息的似然概率，并记为P ( S |FPn)，其中，将所述预设位置指纹点依次标记为FPn，ne [1，N]，所述预设位置指纹点的指 纹位置信息和所述当前位置点的当前位置信息的似然概率记为P(s|FPn)，并表示为：P (RSSaP1 = S1，RSSaP2 = S2，…，RSSapl = sl I FPn)，其中通项 P(RSSapi = si I FPn)为第 1 个所述无线 接入热点APi在第n个所述预设指纹点FPn处的信号强度RSSm与第1个所述无线接入热点在 所述当前位置点处的信号强度si相等的边缘概率，假设对每一组所述无线接入热点和所述 预设位置指纹点(AP^FPn)，第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度 81和 第n个所述预设指纹点处的第1个所述无线接入热点的信号强度Snl的值满足正态分布；
[0021 ]根据第二公式：
计算检验统计量，其中，T为检验统计量，根据前述 假设，T服从自由度为L-2的t分布；
[0022] 通过查自由度为L-2的t分布表，确定所述检验统计量的p值，记为p_value(n)，比较 所述P值和预设显著性水平值a，当所述P值小于所述预设显著性水平值a，则将该所述预设 指纹点确定为所述位置估计指纹点，并将所述P值作为所述位置估计指纹点与所述当前位 置点的相关程度。
[0023] 进一步的，根据所述位置估计指纹点的坐标信息以及所述位置估计指纹点与所述 当前位置点的相关程度，确定所述当前位置点的坐标信息包括：
[0024]
确定所述当前位置点的位置向量， 其中，所述位置估计指纹点的个数为k(k<N)，#为所述当前位置点的位置向量，所述位 置估计指纹点的位置向量，所述当前位置点的位置向量作为所述当前位置点的坐标信息。
[0025] 进一步的，在根据所述当前位置信息与至少两个预设指纹点的指纹位置信息，确 定所述前位置点与各所述预设指纹点之间的相似度之前，还包括：
[0026] 向服务器发送下载预设位置指纹库的请求；
[0027] 接收所述服务器发送的所述预设位置指纹库。
[0028]进一步的，该方法还包括：
[0029]根据用户的输入，确定目标位置点；
[0030] 根据所述当前位置点和所述目标位置点，通过实时A*算法生成从所述当前位置点 到所述目标位置点的路线。
[0031] 进一步的，在所述根据用户的输入，确定目标位置点之前，还包括：
[0032] 向服务器发送下载室内地图的请求；
[0033] 接收所述服务器发送的所述室内地图。
[0034] 第二方面，本发明实施例还提供了一种室内导航的装置，包括：
[0035] 当前信号强度获取模块，用于获取当前位置点处扫描到的至少三个无线接入热点 的信号强度；
[0036]当前位置信息生成模块，用于根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号强 度，生成与所述当前位置点对应的当前位置信息；
[0037]相似度确定模块，用于根据所述当前位置信息与至少两个预设指纹点的指纹位置 信息，确定所述当前位置点与各所述预设指纹点之间的相似度；
[0038]位置估算指纹点选取模块，用于根据所述相似度从所述预设指纹点中选取与所述 当前位置点对应的位置估算指纹点；
[0039] 当前位置点确定模块，用于根据所述位置估计指纹点的坐标信息以及所述位置估 计指纹点与所述当前位置点的相关程度，确定所述当前位置点的坐标信息。
[0040] 进一步的，当前位置信息生成模块包括：
[00411热点标识模板向量获取子模块，用于获取室内热点标识模板向量APid，其中，APid =(APid^APicb、…、APidi)，1 G [1，L]，APidi代表在模板向量的第1位置处的无线接入热点 标识名，L为室内配置的无线接入热点总数目；
[0042]当前位置信息生成子模块，用于根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号 强度，以及所述室内热点标识模板向量APid，生成第一信号强度向量s，作为与所述当前位 置点对应的当前位置信息，其中，s = (Rapi、RAP2、…、Rapi )，1 G [ 1，L];其中，Rapi为第1个无线 接入热点APi在当前位置扫描到的信号强度，s为LX1阶向量。
[0043]进一步的，相似度确定模块包括：
[0044]指纹位置信息生成子模块，用于根据各预设指纹点处扫描到的无线接入热点的信 号强度，以及所述室内热点标识模板向量APid，生成与各所述预设指纹点对应的第二信号 强度向量sn(n=l，2,…，N)，作为各所述预设指纹点的指纹位置信息，其中，N为所述预设指 纹点的个数，Sn为LX 1阶向量；
[0045]相似度确定子模块，用于根据第一公式：
计算各所述预设指纹点的指纹位置信息与所述当前位置信息之间的相关系数，并将所述相 关系数作为所述前位置点与各所述预设指纹点之间的相似度；
[0046]其中，R(s，sn)为Pearson相关函数，相关系数RG [-1，1]，Sni为第n个所述预设指纹 点处的第1个所述无线接入热点的信号强度，S1为第1个所述无线接入热点在所述当前位置 点处的信号强度，i为第n个所述预设指纹点处的各个所述无线接入热点的信号强度的平 均值，i为各个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度的平均值。
[0047]进一步的，位置估算指纹点选取模块包括：
[0048]似然度确定子模块，用于根据第1个所述无线接入热点APi在第n个所述预设指纹 点FPn处的信号强度RSSrn与第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度81相 等的边缘概率，确定所述预设位置指纹点的指纹位置信息和所述当前位置点的当前位置信 息的似然概率，并记为P(s |FPn)，其中，将所述预设位置指纹点依次标记为FPn，nG [1，N]，所 述预设位置指纹点的指纹位置信息和所述当前位置点的当前位置信息的似然概率记为P(s FPn)，并表示为：P(RSSapi = Si，RSSAP2 = S2，…，RSSapl = SL I FPn)，其中通项P(RSSapi = SI I FPn) 为第1个所述无线接入热点APi在第n个所述预设指纹点FPn处的信号强度RSSrn与第1个所述 无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度 81相等的边缘概率，假设对每一组所述无线 接入热点和所述预设位置指纹点(AP^FPn)，第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处 的信号强度S1和第n个所述预设指纹点处的第1个所述无线接入热点的信号强度 Snl的值满 足正态分布；
[0049] 检验统计量计算子模块，用于根据第二公式
计算检验统计量，其 中，T为检验统计量，根据前述假设，T服从自由度为L-2的t分布；
[0050] 相关程度确定子模块，用于通过查自由度为L-2的t分布表，确定所述检验统计量 的P值，记为P-Value (n)，比较所述p值和预设显著性水平值a，当所述p值小于所述预设显著 性水平值a，则将该所述预设指纹点确定为所述位置估计指纹点，并将所述P值作为所述位 置估计指纹点与所述当前位置点的相关程度。
[0051 ]进一步的，当前位置点确定模块包括：
[0052]当前位置向量确定子模块，用于根据第三公式
定所述当前位置点的位置向量，其中，所述位置估计指纹点的个数为k(k$N)，》为所述当 前位置点的位置向量，Pn为所述位置估计指纹点的位置向量，所述当前位置点的位置向量 作为所述当前位置点的坐标信息。
[0053] 进一步的，该装置还包括：
[0054] 指纹库请求模块，用于向服务器发送下载预设位置指纹库的请求；
[0055] 指纹库接收模块，用于接收所述服务器发送的所述预设位置指纹库。
[0056] 进一步的，该装置还包括：
[0057]目标位置点确定模块，用于根据用户的输入，确定目标位置点；
[0058]路线生成模块，用于根据所述当前位置点和所述目标位置点，通过实时A*算法生 成从所述当前位置点到所述目标位置点的路线。
[0059]进一步的，该装置还包括：
[0060]地图请求模块，用于向服务器发送下载室内地图的请求；
[0061 ]地图接收模块，用于接收所述服务器发送的所述室内地图。
[0062] 本发明通过建筑物内的无线局域网络为用户提供室内定位，解决采用基于紫蜂协 议、蓝牙、射频识别等技术的定位方法，需要架设一定数量的硬件设备造成的成本高的问 题，实现无需增加额外的硬件设备，部署成本低，易于实现的效果。
【附图说明】
[0063] 图1是本发明实施例一中的一种室内导航的方法的流程图；
[0064] 图2是本发明实施例二中的一种室内导航的方法的流程图；
[0065] 图3是本发明实施例二中的不同定位方法的误差分布图；
[0066] 图4是本发明实施例三中的一种室内导航的方法的流程图；
[0067]图5是本发明实施例三中的服务器硬件结构示意图；
[0068] 图6是本发明实施例三中的服务器嵌入式系统的软件结构图；
[0069] 图7是本发明实施例四中的一种室内导航的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0070] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描 述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便 于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0071] 实施例一
[0072] 图1为本发明实施例一提供的一种室内导航的方法的流程图，本实施例可适用于 用户在公共建筑物内需要定位的情况，该方法可以由移动终端上安装的室内导航客户端来 执行或者作为独立安装的插件与所述室内导航客户端配合使用，本实施例的方法具体包括 如下步骤：
[0073]步骤110、获取当前位置点处扫描到的至少三个无线接入热点的信号强度。
[0074]其中，通过移动终端内置的无线通信组件，获取建筑物内设置的无线接入热点的 信号强度，因为用户身处建筑物内，是一个三维空间，需要获取至少三个无线接入热点的信 号强度，用于定位用户当前所处位置。
[0075] 步骤120、根据扫描到的至少三个无线接入热点的信号强度，生成与当前位置点对 应的当前位置信息。
[0076] 其中，将获取到至少三个无线接入热点的信号强度，按照预设规则组成用户所处 的当前位置点对应的当前位置信息。当前位置信息是用于标识当前位置点的标识信息，当 前位置信息由当前位置点处扫描到的建筑物内设置的至少三个无线接入热点的信号强度 按照预设规则组成。
[0077] 步骤130、根据当前位置信息与至少两个预设指纹点的指纹位置信息，确定当前位 置点与各预设指纹点之间的相似度。
[0078] 其中，预设指纹点为预先在建筑物内选取，结合建筑物的面积和定位精度的需要， 选择预设指纹点的数量，而预设指纹点是均匀分布在建筑物中。示例的，将建筑物的每个楼 层的地面，划分为围棋棋盘样式的正方形网格，其中正方形网格的边长为5米，选择正方形 网格的交叉点为预设指纹点。根据预设直角坐标系和预设指纹点在建筑物内的位置，确定 预设指纹点的坐标信息，并根据预设指纹点处获取到的无线接入热点的信号强度按照预设 规则组成预设指纹点的指纹位置信息。通过当前位置信息与指纹位置信息确定当前位置点 与各预设指纹点之间的相似度，作为选取位置估算指纹点的依据。
[0079]步骤140、根据相似度从预设指纹点中选取与当前位置点对应的位置估算指纹点。
[0080] 其中，将相似度达到预设条件的预设指纹点选为位置估算指纹点，从预设指纹点 中选取的位置估算指纹点用于确定用户当前所处的位置。
[0081] 步骤150、根据位置估计指纹点的坐标信息以及位置估计指纹点与当前位置点的 相关程度，确定当前位置点的坐标信息。
[0082] 其中，根据位置估计指纹点与当前位置点的相关程度，确定位置估计指纹点的坐 标信息在计算当前位置点的坐标信息时所占的权重，通过加权位置估计指纹点的坐标信 息，确定当前位置点的坐标信息。
[0083]本实施例的技术方案，通过建筑物内的无线局域网络为用户提供室内定位，解决 采用基于紫蜂协议、蓝牙、射频识别等技术的定位方法，需要架设一定数量的硬件设备造成 的成本高的问题，实现无需增加额外的硬件设备，部署成本低，易于实现的效果。
[0084] 实施例二
[0085] 图2为本发明实施例二提供的一种室内导航的方法的流程图，本实施例的技术方 案是上述实施例的基础上，进一步细化，通过基于概率推理的加权k近邻算法，确定用户当 前在建筑物中所处的位置，其中，步骤120包括：
[0086] 步骤210、获取室内热点标识模板向量APid，其中，APic^UPidhAPicb、…、 APidi)，1 G [1，L]，APidi代表在模板向量的第1位置处的无线接入热点标识名，L为室内配置 的无线接入热点总数目；客户端可通过无线网络从服务器获取室内热点标识模板向量。 [0087]步骤220、根据扫描到的至少三个无线接入热点的信号强度，以及室内热点标识模 板向量APid，生成第一信号强度向量s，作为与当前位置点对应的当前位置信息，其中， S = (RaP1、Rap2、…、Rapi )，1G[1，L];其中，Rapi为第1个无线接入热点APi在当前位置扫描到的信 号强度，s为LX1阶向量。
[0088] 进一步的，步骤130包括：
[0089]步骤230、根据各预设指纹点处扫描到的无线接入热点的信号强度，以及室内热点 标识模板向量APid，生成与各预设指纹点对应的第二信号强度向量Sn(n = l，2,…，N)，作为 各预设指纹点的指纹位置信息，其中，N为预设指纹点的个数，sn*LXl阶向量；
[0090]步骤240、根据第一公式
计算各预设指 纹点的指纹位置信息与当前位置信息之间的相关系数，并将相关系数作为当前位置点与各 预设指纹点之间的相似度，其中，R(s，sn)为Pearson相关函数，相关系数RG [-1,1]，Snl为第 n个预设指纹点处的第1个无线接入热点的信号强度，S1为第1个无线接入热点在当前位置 点处的信号强度，I为第n个预设指纹点处的各个无线接入热点的信号强度的平均值，f为 各个无线接入热点在当前位置点处的信号强度的平均值。
[0091] 进一步的，步骤140包括：
[0092]步骤250、根据第1个无线接入热点APi在第n个预设指纹点FPn处的信号强度RSSapi 与第1个无线接入热点在当前位置点处的信号强度si相等的边缘概率，确定预设位置指纹 点的指纹位置信息和当前位置点的当前位置信息的似然概率，并记为P(s|FP n)，其中，将预 设位置指纹点依次标记为FPn，ne [1，N]，预设位置指纹点的指纹位置信息和当前位置点的 当前位置信息的似然概率记为P(S | FPn)，并表示为:P(RSSapi = si，RSSAP2 = S2，…，RSSapl = SL FPn)，其中通项P(RSSApi = si|FPn)为第1个无线接入热点APi在第n个预设指纹点FPn处的信 号强度RSSrn与第1个无线接入热点在当前位置点处的信号强度 81相等的边缘概率，假设对 每一组无线接入热点和预设位置指纹点(AP^FPn)，第1个无线接入热点在当前位置点处的 信号强度si和第n个预设指纹点处的第1个无线接入热点的信号强度s nl的值满足正态分布；
[0093] 步骤260、根据第二公式：
计算检验统计量，其中，T为检验统计量，根 据前述假设，T服从自由度为L-2的t分布；
[0094]步骤270、通过查自由度为L-2的t分布表，确定检验统计量的p值，记为p-value(n)， 比较P值和预设显著性水平值a，当P值小于预设显著性水平值a，则将该预设指纹点确定为 位置估计指纹点，并将P值作为位置估计指纹点与当前位置点的相关程度。示例的，预设显 著性水平值可以取0.05或0.1。
[0095] 进一步的，步骤150包括：
[0096]步骤280、根据第三公式：
-确定当前位置点的位置 向量，其中，位置估计指纹点的个数为k(k<N)，#为当前位置点的位置向量，pn为位置估计 指纹点的位置向量，当前位置点的位置向量作为当前位置点的坐标信息。
[0097]如图3所示，在对比实验中，分别通过临近算法、k近邻算法和基于概率推理的加权 k近邻算法，进行室内定位，基于概率推理的加权k近邻算法相比于临近算法以及k近邻算 法，定位误差更小，定位精度更高。
[0098]本实施例的技术方案，通过基于概率推理的加权k近邻算法进行室内定位，实现提 高定位精度，减小定位误差的效果。
[0099] 实施例三
[0100] 图4为本发明实施例三提供的一种室内导航的方法的流程图，本实施例的技术方 案是上述实施例的基础上，进一步细化，在步骤130之前，还包括：
[0101] 步骤410、向服务器发送下载预设位置指纹库的请求；
[0102] 步骤420、接收服务器发送的预设位置指纹库。
[0103] 其中，服务器中存储的预设位置指纹库包括各预设指纹点的指纹位置信息和坐标 信息，室内导航客户端在接收到服务器发送的预设位置指纹库后，从预设位置指纹库中获 取预设指纹点的指纹位置信息和坐标信息。
[0104] 示例的，服务器采用基于ARM9的嵌入式系统，其硬件基本组成如图5所示。服务器 采用AT91RM9200处理器作为核心处理器；采用同步动态存储器（Synchronous Dynamic Random Access Memory，SDRAM)作为内存;采用FLASH存储器用于存储系统文件;设置USB接 口，用于连接外部存储设备；设置Jtag(Joint Test Action Group，联合测试工作组)接口 用于系统的维护和调试;外部设备包括一个LCD屏，用于显示系统状态;一个WiFi模块，用于 无线通信。另外还有电源管理电路保障电源供应，复位电路用于特殊情况下的复位。服务器 软件采用嵌入式Linux操作系统，嵌入式系统的软件结构如图6所示，它充分满足硬件设备 的实时性要求，具有高可靠性和适应性，具有成熟的开发工具。另外，小巧的内核可以满足 存储空间的容量。
[0105] 进一步的，在步骤150之后，还包括：
[0106] 根据用户的输入，确定目标位置点；
[0107] 根据当前位置点和目标位置点，通过实时A*算法生成从当前位置点到目标位置点 的路线。
[0108] 其中，用户输入的内容可以为目标位置点的全称或关键词，根据用户输入的内容 以及建筑物内的地点名称，确定用户的目标位置点，例如用户在火车站内，输入的内容为出 站口，则确定火车站的出站口为目标位置点，且在火车站有多个出站口时，依次列出，由用 户选择。在确定用户当前所处的位置之后，根据当前位置点和目标位置点通过实时A*算法 生成从当前位置点到目标位置点的路线，为用户提供路线指引，也可以通过实时检测用户 当前位置点的变化，为用户提供室内导航。A*(A-Star)算法一种静态路网中求解最短路最 有效的直接搜索方法。示例的，实时A*算法流程如下：S1、输入起始点和目标点坐标;S2、设 置一个节点作为起始点；S3、为节点建立继承点，如果任一继承点为目标点，则退出，执行步 骤S7,否则执行步骤S4;S4、通过从继承点开始进行固定深度搜索，计算每个继承点的值； S5、将节点移到得分最低的继承点上，将上一节点与次优继承点的启发代价存储到代价表 中；S6、返回步骤S3;其中，步骤S04中，使用A*启发式函数f = g+h '评价所有叶节点，其中g为 根节点到叶节点的距离，h'为到目标点的预测距离。每个中间节点的f值都被设定为其子节 点的最小值，以此在搜索树上通过启发式估计。由于步骤S05的做法，在同一点处不会两次 采取相同的策略，而避免落入死循环。若该节点再次由步骤S03生成，只需在步骤S04中的代 价表中查找，而无需重做固定深度搜索，减少算法的时间成本;S07、输出继承点序列。
[0109] 进一步的，在根据用户的输入，确定目标位置点之前，还包括：
[0110] 向服务器发送下载室内地图的请求；
[0111] 接收服务器发送的室内地图。
[0112] 其中，室内地图包括建筑物内的各地点的名称和坐标信息，还包括建筑物内的通 道，室内导航客户端在接收到服务器发送的室内地图之后，从室内地图中获取建筑物内的 地点名称和坐标信息，以及建筑物内的通道信息。
[0113] 本实施例的技术方案，客户端从服务器获取相关的数据包，解决数据库更新时需 要更新客户端的问题，方便客户端后期管理。
[0114] 实施例四
[0115] 图7为本发明实施例四提供的一种室内导航的装置的结构示意图，室内导航的装 置70包括：
[0116]当前信号强度获取模块710,用于获取当前位置点处扫描到的至少三个无线接入 热点的信号强度；
[0117]当前位置信息生成模块720,用于根据扫描到的至少三个无线接入热点的信号强 度，生成与当前位置点对应的当前位置信息；
[0118]相似度确定模块730,用于根据当前位置信息与至少两个预设指纹点的指纹位置 信息，确定当前位置点与各预设指纹点之间的相似度；
[0119] 位置估算指纹点选取模块740,用于根据相似度从预设指纹点中选取与当前位置 点对应的位置估算指纹点；
[0120] 当前位置点确定模块750,用于根据位置估计指纹点的坐标信息以及位置估计指 纹点与当前位置点的相关程度，确定当前位置点的坐标信息。
[0121] 本实施例中上述技术方案，通过建筑物内的无线局域网络为用户提供室内定位， 解决采用基于紫蜂协议、蓝牙、射频识别等技术的定位方法，需要架设一定数量的硬件设备 造成的成本高的问题，实现无需增加额外的硬件设备，部署成本低，易于实现的效果。
[0122] 进一步的，当前位置信息生成模块包括：
[0123] 热点标识模板向量获取子模块，用于获取室内热点标识模板向量APid，其中，APid =(APid^APicb、…、APidi)，1 G [1，L]，APidi代表在模板向量的第1位置处的无线接入热点 标识名，L为室内配置的无线接入热点总数目；
[0124] 当前位置信息生成子模块，用于根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号 强度，以及所述室内热点标识模板向量APid，生成第一信号强度向量s，作为与所述当前位 置点对应的当前位置信息，其中，s = (Rapi、Rap2、…、Rapi )，1 G [ 1，L];其中，Rapi为第1个无线 接入热点APi在当前位置扫描到的信号强度，s为LX1阶向量。
[0125] 进一步的，相似度确定模块包括：
[0126] 指纹位置信息生成子模块，用于根据各预设指纹点处扫描到的无线接入热点的信 号强度，以及所述室内热点标识模板向量APid，生成与各所述预设指纹点对应的第二信号 强度向量s n(n=l，2,…，N)，作为各所述预设指纹点的指纹位置信息，其中，N为所述预设指 纹点的个数，Sn为LX 1阶向量；
[0127] 相似度确定子模块，用于根据第一公式：
计算各所述预设指纹点的指纹位置信息与所述当前位置信息之间的相关系数，并将所述相 关系数作为所述前位置点与各所述预设指纹点之间的相似度，其中，R(s，sn)为Pearson相 关函数，相关系数RE [-1，1]，Snl为第n个所述预设指纹点处的第1个所述无线接入热点的信 号强度，si为第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度，为第n个所述预 设指纹点处的各个所述无线接入热点的信号强度的平均值，i为各个所述无线接入热点在 所述当前位置点处的信号强度的平均值。
[0128] 进一步的，位置估算指纹点选取模块包括：
[0129] 似然度确定子模块，用于根据第1个所述无线接入热点APi在第n个所述预设指纹 点FPn处的信号强度RSSrn与第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度 81相 等的边缘概率，确定所述预设位置指纹点的指纹位置信息和所述当前位置点的当前位置信 息的似然概率，并记为P(s |FPn)，其中，将所述预设位置指纹点依次标记为FPn，nG [1，N]，所 述预设位置指纹点的指纹位置信息和所述当前位置点的当前位置信息的似然概率记为P(s
FPn)，并表示为：P(RSSapi = Si，RSSAP2 = S2，…，RSSapl = SL I FPn)，其中通项P(RSSapi = SI I FPn) 为第1个所述无线接入热点APi在第n个所述预设指纹点FPn处的信号强度RSSrn与第1个所述 无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度 81相等的边缘概率，假设对每一组所述无线 接入热点和所述预设位置指纹点(AP^FPn)，第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处 的信号强度S1和第n个所述预设指纹点处的第1个所述无线接入热点的信号强度 Snl的值满 足正态分布；
[0130] 检验统计量计算子模块，用于根据第二公式： -计算检验统计量，其 中，T为检验统计量，根据前述假设，T服从自由度为L-2的t分布；
[0131 ]相关程度确定子模块，用于通过查自由度为L-2的t分布表，确定所述检验统计量 的P值，记为P-Value(n)，比较所述p值和预设显著性水平值a，当所述p值小于所述预设显著 性水平值a，则将该所述预设指纹点确定为所述位置估计指纹点，并将所述P值作为所述位 置估计指纹点与所述当前位置点的相关程度。
[0132] 进一步的，当前位置点确定模块包括：
[0133] 当前位置向量确定子模块，用于根据第三公式： 定所述当前位置点的位置向量，其中，所述位置估计指纹点的个数为k(k<N)，#为所述当 前位置点的位置向量，Pn为所述位置估计指纹点的位置向量，所述当前位置点的位置向量 作为所述当前位置点的坐标信息。
[0134] 进一步的，室内导航的装置还包括：
[0135] 指纹库请求模块，用于向服务器发送下载预设位置指纹库的请求；
[0136] 指纹库接收模块，用于接收服务器发送的预设位置指纹库。
[0137] 进一步的，室内导航的装置还包括：
[0138] 目标位置点确定模块，用于根据用户的输入，确定目标位置点；
[0139] 路线生成模块，用于根据当前位置点和目标位置点，通过实时A*算法生成从当前 位置点到目标位置点的路线。
[0140]进一步的，室内导航的装置还包括：
[0141] 地图请求模块，用于向服务器发送下载室内地图的请求；
[0142] 地图接收模块，用于接收服务器发送的室内地图。
[0143] 上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块 和有益效果。
[0144] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解， 本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、 重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行 了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还 可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1. 一种室内导航的方法，其特征在于，包括： 获取当前位置点处扫描到的至少三个无线接入热点的信号强度； 根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号强度，生成与所述当前位置点对应的 当前位置信息； 根据所述当前位置信息与至少两个预设指纹点的指纹位置信息，确定所述当前位置点 与各所述预设指纹点之间的相似度； 根据所述相似度从所述预设指纹点中选取与所述当前位置点对应的位置估算指纹点； 根据所述位置估计指纹点的坐标信息以及所述位置估计指纹点与所述当前位置点的 相关程度，确定所述当前位置点的坐标信息。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据扫描到的所述至少三个无线接入热点 的信号强度，生成与所述当前位置点对应的当前位置信息包括： 获取室内热点标识模板向量APid，其中，…、APidi)，1 G [1，L]， APicU代表在模板向量的第1位置处的无线接入热点标识名，L为室内配置的无线接入热点 总数目； 根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号强度，以及所述室内热点标识模板向 量APid，生成第一信号强度向量s，作为与所述当前位置点对应的当前位置信息，其中，S = (RaP1、RaP2、…、1^1)，1￡[1儿];1^1为第1个无线接入热点4?1在当前位置扫描到的信号强 度，s为LX1阶向量。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述当前位置信息与至少两个预设指 纹点的指纹位置信息，确定所述当前位置点与各所述预设指纹点之间的相似度包括： 根据各预设指纹点处扫描到的无线接入热点的信号强度，以及所述室内热点标识模板 向量APid，生成与各所述预设指纹点对应的第二信号强度向量~(11 = 1，2,…，N)，作为各所 述预设指纹点的指纹位置信息，其中，N为所述预设指纹点的个数，sn*LXl阶向量； 根据第一公式?计算各所述预设指纹点的指 纹位置信息与所述当前位置信息之间的相关系数，并将所述相关系数作为所述当前位置点 与各所述预设指纹点之间的相似度； 其中，R(s，sn)为Pearson相关函数，相关系数RG [-1，1]，Sni为第n个所述预设指纹点处 的第1个所述无线接入热点的信号强度，si为第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处 的信号强度，&为第n个所述预设指纹点处的各个所述无线接入热点的信号强度的平均值， I为各个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度的平均值。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述相似度从所述预设指纹点中选取 与所述当前位置点对应的位置估算指纹点包括： 根据第1个所述无线接入热点AP:在第n个所述预设指纹点FPn处的信号强度RSSrn与第1 个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度si相等的边缘概率，确定所述预设位 置指纹点的指纹位置信息和所述当前位置点的当前位置信息的似然概率，并记为P(s FPn)，其中，将所述预设位置指纹点依次标记为FPn，ne [1，N]，所述预设位置指纹点的指纹 位置信息和所述当前位置点的当前位置信息的似然概率记为P(s|FPn)，并表示为:P(RSSAP1 =S1，RSSaP2 = S2,…，RSSapl=sl I FPn)，其中通项P(RSSapi = si I FPn)为第 1 个所述无线接入热 点APi在第n个所述预设指纹点FPn处的信号强度RSSm与第1个所述无线接入热点在所述当 前位置点处的信号强度si相等的边缘概率，假设对每一组所述无线接入热点和所述预设位 置指纹点(AP^FPn)，第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度 S1和第n个所 述预设指纹点处的第1个所述无线接入热点的信号强度snl的值满足正态分布； 根据第二公式计算检验统计量，其中，T为检验统计量，根据前述假设，T 服从自由度为L-2的t分布； 通过查自由度为L-2的t分布表，确定所述检验统计量的p值，记为p_value(n)，比较所述 P值和预设显著性水平值a，当所述P值小于所述预设显著性水平值a，则将该所述预设指纹 点确定为所述位置估计指纹点，并将所述P值作为所述位置估计指纹点与所述当前位置点 的相关程度。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述位置估计指纹点的坐标信息以及 所述位置估计指纹点与所述当前位置点的相关程度，确定所述当前位置点的坐标信息包 括： 根据第三公式：?确定所述当前位置点的位置向量，其中， 所述位置估计指纹点的个数为k(k<N)，|为所述当前位置点的位置向量，pn为所述位置估 计指纹点的位置向量，所述当前位置点的位置向量作为所述当前位置点的坐标信息。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述当前位置信息与至少两个预设 指纹点的指纹位置信息，确定所述前位置点与各所述预设指纹点之间的相似度之前，还包 括： 向服务器发送下载预设位置指纹库的请求； 接收所述服务器发送的所述预设位置指纹库。7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括： 根据用户的输入，确定目标位置点； 根据所述当前位置点和所述目标位置点，通过实时A*算法生成从所述当前位置点到所 述目标位置点的路线。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述根据用户的输入，确定目标位置点 之前，还包括： 向服务器发送下载室内地图的请求； 接收所述服务器发送的所述室内地图。9. 一种室内导航的装置，其特征在于，包括： 当前信号强度获取模块，用于获取当前位置点处扫描到的至少三个无线接入热点的信 号强度； 当前位置信息生成模块，用于根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号强度， 生成与所述当前位置点对应的当前位置信息； 相似度确定模块，用于根据所述当前位置信息与至少两个预设指纹点的指纹位置信 息，确定所述当前位置点与各所述预设指纹点之间的相似度； 位置估算指纹点选取模块，用于根据所述相似度从所述预设指纹点中选取与所述当前 位置点对应的位置估算指纹点； 当前位置点确定模块，用于根据所述位置估计指纹点的坐标信息以及所述位置估计指 纹点与所述当前位置点的相关程度，确定所述当前位置点的坐标信息。10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，当前位置信息生成模块包括： 热点标识模板向量获取子模块，用于获取室内热点标识模板向量APi d，其中，AP i d = (APid^APicb、…、APidi)，1 G [ 1，L]，APidi代表在模板向量的第1位置处的无线接入热点标 识名，L为室内配置的无线接入热点总数目； 当前位置信息生成子模块，用于根据扫描到的所述至少三个无线接入热点的信号强 度，以及所述室内热点标识模板向量APid，生成第一信号强度向量s，作为与所述当前位置 点对应的当前位置信息，其中，s = ( Rapi、Rap2、…、Rapi )，1G[1，L];其中，Rapi为第1个无线接 入热点APi在当前位置扫描到的信号强度，s为LX1阶向量。11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，相似度确定模块包括： 指纹位置信息生成子模块，用于根据各预设指纹点处扫描到的无线接入热点的信号强 度，以及所述室内热点标识模板向量APid，生成与各所述预设指纹点对应的第二信号强度 向量Sn(n= 1，2，…，N)，作为各所述预设指纹点的指纹位置信息，其中，N为所述预设指纹点 的个数，Sn为L XI阶向量； 相似度确定子模块，用于根据第一公式：H十算 各所述预设指纹点的指纹位置信息与所述当前位置信息之间的相关系数，并将所述相关系 数作为所述当前位置点与各所述预设指纹点之间的相似度； 其中，R(s，sn)为Pearson相关函数，相关系数RG [-1，1]，Sni为第n个所述预设指纹点处 的第1个所述无线接入热点的信号强度，si为第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处 的信号强度，^为第n个所述预设指纹点处的各个所述无线接入热点的信号强度的平均值， f为各个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度的平均值。12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，位置估算指纹点选取模块包括： 似然概率确定子模块，用于根据第1个所述无线接入热点APi在第n个所述预设指纹点 FPn处的信号强度RSSAP1与第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度 S1相等 的边缘概率，确定所述预设位置指纹点的指纹位置信息和所述当前位置点的当前位置信息 的似然概率，并记为P(s |FPn)，其中，将所述预设位置指纹点依次标记为FPn，nG [1，N]，所述 预设位置指纹点的指纹位置信息和所述当前位置点的当前位置信息的似然概率记为P(s FPn)，并表示为：P(RSSapi = Si，RSSAP2 = S2，…，RSSapl = SL I FPn)，其中通项P(RSSapi = SI I FPn) 为第1个所述无线接入热点APi在第n个所述预设指纹点FPn处的信号强度RSSrn与第1个所述 无线接入热点在所述当前位置点处的信号强度 81相等的边缘概率，假设对每一组所述无线 接入热点和所述预设位置指纹点(AP^FPn)，第1个所述无线接入热点在所述当前位置点处 的信号强度S1和第n个所述预设指纹点处的第1个所述无线接入热点的信号强度 Snl的值满 足正态分布；检验统计量计算子模块，用于根据第二公式： 计算检验统计量，其中，T为 检验统计量，根据前述假设，T服从自由度为L-2的t分布； 相关程度确定子模块，用于通过查自由度为L-2的t分布表，确定所述检验统计量的p 值，记为P-Value(n)，比较所述p值和预设显著性水平值a，当所述p值小于所述预设显著性水 平值a，则将该所述预设指纹点确定为所述位置估计指纹点，并将所述p值作为所述位置估 计指纹点与所述当前位置点的相关程度。13. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，当前位置点确定模块包括： 当前位置向量确定子模块，用于根据第三公式：确定所 述当前位置点的位置向量，其中，所述位置估计指纹点的个数为k(k<N)，#为所述当前位 置点的位置向量，pn为所述位置估计指纹点的位置向量，所述当前位置点的位置向量作为 所述当前位置点的坐标信息。14. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括： 指纹库请求模块，用于向服务器发送下载预设位置指纹库的请求； 指纹库接收模块，用于接收所述服务器发送的所述预设位置指纹库。15. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括： 目标位置点确定模块，用于根据用户的输入，确定目标位置点； 路线生成模块，用于根据所述当前位置点和所述目标位置点，通过实时A*算法生成从 所述当前位置点到所述目标位置点的路线。16. 根据权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括： 地图请求模块，用于向服务器发送下载室内地图的请求； 地图接收模块，用于接收所述服务器发送的所述室内地图。
【文档编号】G01S5/02GK106054128SQ201610363569
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】李盟, 杨静, 轧超, 杨国庆, 陈冰, 陈建辉, 张静梅, 庞毅
【申请人】天津城建大学