专利名称：一种移动设备定位系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动设备定位系统及方法。
背景技术：
智能手机以及低功耗WIFI接发器标签的广泛使用使基于低成本局域无线网(WLAN)设备的室内定位服务成为可能，它将涵盖室内定位、追踪、导航以及安保等多种服务方案。一些移动设备(例如使用安卓或IOS系统的手机)和WIFI标签通过一定的设置，可间歇性地与中心服务器通讯，获得当前位置信息，从而达到定位效果。然而，由于室内环境的复杂性，通常难以通过基于无线信号传播模型的方法(例如到达时间(Τ0Α)，到达角度(Α0Α)，以及基于RSS的三角测量法等)提供令人满意的定位准确性。因此，基于机器学习的RSS定位算法近年来被广泛研究，以作为室内定位的低成本解决方案。对比其他基于模型的算法而言，RSS特征定位算法避开了无线传播模型以及接入点位置中的有关假设。LBS系统的定位准确性限制于网格数字化区域的分辨率以及WLAN信号波动。本发明的优势为，它可以通过将LBS的位置推导问题处理为在多核运算平台上的相关数值滤波计算，从而处理由大量网格点带来的运算负担。此外，本发明对引导APs的定位提供了方法，将目标区域分类为不同地区来协助移动设备的粗略定位。
发明内容
本发明的首要目的在于为使用W1-Fi的移动设备提供一种通过无线网络实现室内跟踪定位的系统及方法，为实现上述目的本发明的具体方案如下:
一种移动设备定位系统，包括:
接入点(APs)，所述接入点(APs)是指无线局域网(WLAN)接入点，数量为一个或一个以
上；
定位服务器，所述定位服务器包括无线信号强度(RSS)特征数据库，所述无线信号强度(RSS)特征数据库提供基于在目标区域内，一套离散位置上的接入点(APs)的无线信号强度(RSS)分布网络适配器，所述网络适配器用以提供移动设备与所述接入点(APs)的网络连接服
务;
定位计算引擎(PCE)，所述定位计算引擎(PCE)基于无线信号强度(RSS)特征数据库以及来自一个或多个接入点的接收信号来确定移动设备位置。优选的，所述接入点(APs)为IEEE 802.11无线接入点。优选的，所述网络适配器为WLAN配适器。优选的，还包括硬件加速器，所述硬件加速器基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)或图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU)对PCE所用算法实施加速，以实时计算目标对象的位置。以及 一种移动设备定位方法，其特征在于包括以下步骤:离线阶段，在LBS部署区域内的参考点上用校准设备收集从接入点(APs)读取的无线信号强度(RSS)样本，获得无线信号强度(RSS)特征数据集合和相关位置标签被储存在训练数据集合；
根据每一个接入点(AP)的无线信号强度(RSS)将目标区域分类为不同地区；
在线阶段，移动设备测量到的若干无线信号强度(RSS)样本与训练数据集合比较，获得移动设备位置信息。优选的，所述在线阶段包括:
初步定位阶段，根据每一个接入点(AP)的无线信号强度(RSS)获得移动设备地区信
息；
精确定位阶段，通过硬件加速后的算法确定准确位置，完成对移动设备的实时追踪。优选的，所述初步定位阶段记录有时间步长的精确定位信息、路径及趋势信息，从而更准确地缩小目标范围。本发明提供的移动设备定位系统及方法，将移动设备，如WIFI标签、智能手机等，接收的附近多个接入点(APs)的无线信号强度(RSS)与数据库中目标区域内离散位置的RSS特征数据比较，可以确定移动设备所在平面的二维位置。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中:
图1为本发明实施例系统示意 图2为本发明实施例定位估计算法流程图。
具体实施例方式下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例如图1所示，移动设备定位系统，包括:
接入点(APs)，所述接入点(APs)是指无线局域网(WLAN)接入点，数量为一个或一个以上，每个接入点(APs)发送符合IEEE 802.11通讯协议的信号；
入网的定位服务器，所述定位服务器包括无线信号强度(RSS)特征数据库，所述无线信号强度(RSS)特征数据库提供基于在目标区域内，一套离散位置上的接入点(APs)的无线信号强度(RSS)分布 可接受一个或多个接入点(APs)传来的信号的网络适配器，所述网络适配器用以提供移动设备与所述接入点(APs)的网络连接服务，网络配适器可以是WLAN配适器；
定位计算引擎(PCE)，所述定位计算引擎(PCE)基于无线信号强度(RSS)特征数据库以及来自一个或多个接入点的接收信号来确定移动设备位置。以及一种移动设备定位方法，包括以下步骤:
离线阶段，LBS部署区 域被分割为矩形网格，网格中的每个单个矩形表示为一个参考点(单个矩形的矩心)，在LBS部署区域内的参考点上用校准设备(如平板电脑、笔记本电脑等)收集从接入点(APs)读取的无线信号强度(RSS)样本，从而获取足够的网格上RSS分布的数据特征，由之获得的RSS特征数据集合和相关位置标签被储存在数据库中，该数据库被称为训练数据集合(training dataset),
权利要求
1.一种移动设备定位系统，其特征在于包括: 接入点(APs)，所述接入点(APs)是指无线局域网(WLAN)接入点，数量为一个或一个以上； 定位服务器，所述定位服务器包括无线信号强度(RSS)特征数据库，所述无线信号强度(RSS)特征数据库提供基于在目标区域内，一套离散位置上的接入点(APs)的无线信号强度(RSS)分布图； 网络适配器，所述网络适配器用以提供移动设备与所述接入点(APs)的网络连接服务; 定位计算引擎(PCE)，所述定位计算引擎(PCE)基于无线信号强度(RSS)特征数据库以及来自一个或多个接入点的接收信号来确定移动设备位置。
2.如权利要求1所述的移动设备定位系统，其特征在于: 所述接入点(APs)为IEEE 802.11无线接入点。
3.如权利要求1所述的移动设备定位系统，其特征在于: 所述网络适配器为WLAN配适器。
4.如权利要求1所述的移动设备定位系统，其特征在于: 还包括硬件加速器，所述硬件加速器基于现场可编程门阵列(FPGA)或图形处理器(GPU)对PCE所用算法实施加 速，以实时计算目标对象的位置。
5.一种移动设备定位方法，其特征在于包括以下步骤: 离线阶段，在基于位置服务(LBS)部署区域内的参考点上，用校准设备收集从接入点(APs)发出的无线信号强度(RSS)样本，获得的无线信号强度(RSS)特征数据集合和相关位置标签一起被储存在训练数据集合； 根据每一个参考点上收到的无线信号强度(RSS)将目标区域分类为不同地区； 在线阶段，移动设备测量到的若干无线信号强度(RSS)样本与训练数据集合比较，获得移动设备位置信息。
6.如权利要求5所述的移动设备定位方法，其特征在于: 所述在线阶段包括: 初步定位阶段，根据每一个接入点(AP)的无线信号强度(RSS)获得移动设备地区信息； 精确定位阶段，通过硬件加速后的算法确定准确位置，完成对移动设备的实时追踪。
7.如权利要求5所述的移动设备定位方法，其特征在于: 所述初步定位阶段记录有时间步长的精确定位信息、路径及走向信息，从而更准确地缩小目标范围。
全文摘要
本发明公开了一种移动设备定位系统，包括接入点(APs)，所述接入点(APs)是指无线局域网(WLAN)接入点，数量为一个或一个以上；定位服务器，所述定位服务器包括无线信号强度(RSS)特征数据库，所述无线信号强度(RSS)特征数据库提供基于在目标区域内，一套离散位置上的接入点(APs)的无线信号强度(RSS)分布图；网络适配器，所述网络适配器用以提供移动设备与所述接入点(APs)的网络连接服务；定位计算引擎(PCE)，所述定位计算引擎(PCE)基于无线信号强度(RSS)特征数据库以及来自一个或多个接入点的接收信号来确定移动设备位置。本发明提供的移动设备定位系统及方法，将移动设备，如WIFI标签、智能手机等，接收的附近多个接入点(APs)的无线信号强度(RSS)与数据库中目标区域内离散位置的RSS特征数据比较，可以确定移动设备所在平面的二维位置。
文档编号H04W64/00GK103220777SQ20131000171
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者李丹, 张德志, 龙圣, 陈尊裕, 蔡雯璐, 胡斯洋, 周振邦, 李维海, 王红旗 申请人:东莞市力王电池有限公司