室内定位技术指纹采集方法及装置与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及室内定位技术领域。

背景技术：

无线通信技术的发展，基于无线技术的室内无线定位技术也越来受到重视。无线通信技术是利用，例如wifi、蓝牙等进行数据发送和接收的。实现无线定位是以室内存在无线信号为基础，室内无线定位技术的实现包括两个阶段，即离线建库阶段和在线定位阶段；其中，离线建库是室内无线定位的基础。离线建库阶段是指采集无线信号强度和确定信号采集点坐标，进而基于所采集的信号强度数据和采集点坐标形成多个<信号，坐标>，即指纹，然后根据指纹建立指纹库。

现有技术中，指纹的采集一般是通过定点采集的方式实现的。预先确定采集区域内一定数量的采集点，然后到确定的采集点采集无线信号强度数据，进一步确定采集点的坐标。以此，根据采集点的坐标和采集点处所采集的无线信号强度数据，形成多个<信号，坐标>，进而建立指纹库。

对于上述指纹库建立方式，虽能实现指纹的建立，但效率较低，因为采集点选择需要人工操作，灵活性较差；并且定点采集很难准确确定是否位于预先设定采集点，误差较大；同时对于定点采集如需提高采集精度，需要确定较多采集点，也使采集过程过于复杂。同时在规划采样路径是都采用标准点之间的直线线段作为采样路径，这样在拟合采样路径之间的位置指纹时，需要耗费大量的额外时间和系统资源，并且精确性也很难保证。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中的指纹采集方法的不足之处，提供一种应用惯性导航技术，通过曲线路径采样，从而提高采样覆盖面积，减少拟合工作量，指纹数据库构建效率和精确性的一种室内定位技术指纹采集方法及装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种室内定位技术指纹采集方法，所述方法包括以下步骤：

依据待采集区域内的至少两条曲线采集路径，获取采样终端的角速度和加速度信息，进行惯性导航解算，定位采集路径上的位置坐标；

同时获取信号源的信号特征，将所述信号特征分配至对应位置坐标构成采集路径上的采样位置指纹；

根据所采集路径上的采样位置指纹，拟合计算待采集区域内采集路径之间的拟合位置指纹，以构成覆盖所述待采集区域的指纹数据库。

作为优选，依据待采集区域内的至少两条曲线采集路径，获取采样终端的角速度和加速度信息，进行惯性导航解算，定位采集路径上的位置坐标的步骤，进一步包括：

在待采集区域内设置至少三个标准点，规划相邻标准点之间的采集路径，所述采集路径为曲线路径，所述曲线路径具有起点、终点和拐点。

作为优选，所述步骤进一步包括：获取曲线路径两端标准点位置坐标，作为曲线路径的起点坐标和终端坐标；

根据采样终端的角速度和加速度信息，进行惯性导航解算，获取惯性导航解算位移增量，获取曲线路径的拐点坐标以及相邻拐点之间的线段的位置坐标。

作为优选，信号特征包括接收信号强度rss或多径结构或信号往返时间[请补充]中一种或几种的组合。

作为优选，根据所采集路径上的采样位置指纹，拟合计算待采集区域内采集路径之间的拟合位置指纹的步骤，进一步包括：

根据采集路径上的采样位置指纹，通过拟合生成待采集区域内采集路径之间的拟合位置指纹。

作为优选，将所述信号特征分配至对应位置坐标构成采集路径上的采样位置指纹的步骤，进一步包括：

根据同一采样时间戳对应的位置坐标和信号特征绑定，构成构成采集路径上的采样位置指纹。

本发明同时提供一种室内定位技术指纹采集装置，其特征是，所述装置包括：

坐标采集模块，用于依据待采集区域内的至少两条采集路径，获取采样终端的角速度和加速度信息，进行惯性导航解算，定位采集路径上的位置坐标；

信号采集模块，用于同时获取信号源的信号特征，将所述信号特征分配至对应位置坐标构成采集路径上的采样位置指纹；

构建模块，用于根据所采集路径上的采样位置指纹，拟合计算待采集区域内采集路径之间的拟合位置指纹，以构成覆盖所述待采集区域的指纹数据库。

作为优选，所述坐标采集模块包括：

第一获取单元，用于获取曲线路径两端标准点位置坐标，作为曲线路径的起点坐标和终端坐标；

第二获取单元，用于根据采样终端的角速度和加速度信息，进行惯性导航解算，获取惯性导航解算位移增量，获取曲线路径的拐点坐标以及相邻拐点之间的线段的位置坐标。

作为优选，所述构建模块包括：

拟合单元，用于根据采集路径上的采样位置指纹，通过拟合生成待采集区域内采集路径之间的拟合位置指纹。

作为优选，所述信号采集模块包括：

绑定单元，用于根据同一采样时间戳对应的位置坐标和信号特征绑定，构成构成采集路径上的采样位置指纹。

相比于现有技术中的指纹采样方案，本方案通过惯性导航技术应用于位置指纹采样中，实现曲线路径的信号采集，从而能够输出曲线路径的采样位置指纹。根据二维几何原理，曲线路径相比线段路径覆盖的面积更大，因此需要拟合位置指纹的面积会大大减小，从而提高指纹采样构建指纹数据库效率和精确性。

具体方式是通过采集信号特征的同时，获取采样终端的加速度和角速度从而能够识别曲线路径中拐点，将曲线路径分为若干个线段分段，再通过加速度和角速度信息进行惯性导航解算，定位采集路径各分段上的位置坐标。然后通过采样时间戳将对应的位置坐标和信号特征绑定，构成采集路径上的采样位置指纹。

附图说明

图1为本发明的一种室内定位技术指纹采集方法的流程图。

图2为本发明的另一种室内定位技术指纹采集方法的流程图。

图3为本发明的一种室内定位技术指纹采集装置的原理框图。

图4为本发明的另一种室内定位技术指纹采集装置的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。

实施例一：

如图1所示，本发明提供一种室内定位技术指纹采集方法，所述方法步骤包括：

s101依据待采集区域内的至少两条曲线采集路径，获取采样终端的角速度和加速度信息，进行惯性导航解算，定位采集路径上的位置坐标。

在待采集区域内设置至少三个标准点，规划相邻标准点之间的采集路径，所述采集路径为曲线路径，所述曲线路径具有起点、终点和拐点。

s102同时获取信号源的信号特征，将所述信号特征分配至对应位置坐标构成采集路径上的采样位置指纹。

所述信号特征包括接收信号强度rss或多径结构或信号往返时间中一种或几种的组合。

s103根据所采集路径上的采样位置指纹，拟合计算待采集区域内采集路径之间的拟合位置指纹，以构成覆盖所述待采集区域的指纹数据库。

本方案通过惯性导航技术应用于位置指纹采样中，实现曲线路径的信号采集，从而能够输出曲线路径的采样位置指纹。根据二维几何原理，曲线路径相比线段路径覆盖的面积更大，因此需要拟合位置指纹的面积会大大减小，从而提高指纹采样构建指纹数据库效率和精确性。

实施例二：

如图2所示，本发明提供另一种室内定位技术指纹采集方法，是在实施例一提供的方法上的进一步优化，所述方法步骤包括：

s201在待采集区域内设置至少三个标准点，规划相邻标准点之间的采集路径，所述采集路径为曲线路径，所述曲线路径具有起点、终点和拐点。

s202获取曲线路径两端标准点位置坐标，作为曲线路径的起点坐标和终端坐标。

s203根据采样终端的角速度和加速度信息，进行惯性导航解算，获取惯性导航解算位移增量，获取曲线路径的拐点坐标以及相邻拐点之间的线段的位置坐标。

s204同时获取信号源的信号特征,根据同一采样时间戳对应的位置坐标和信号特征绑定，构成采集路径上的采样位置指纹。

s205根据采集路径上的采样位置指纹，通过线性插值和高斯插值方法拟合生成待采集区域内采集路径之间的拟合位置指纹。

相比于现有技术中的指纹采样方案，本方案通过惯性导航技术应用于位置指纹采样中，实现曲线路径的信号采集，从而能够输出曲线路径的采样位置指纹。根据二维几何原理，曲线路径相比线段路径覆盖的面积更大，因此需要拟合位置指纹的面积会大大减小，从而提高指纹采样构建指纹数据库效率和精确性。

具体方式是通过采集信号特征的同时，获取采样终端的加速度和角速度从而能够识别曲线路径中拐点，将曲线路径分为若干个线段分段，再通过加速度和角速度信息进行惯性导航解算，定位采集路径各分段上的位置坐标。然后通过采样时间戳将对应的位置坐标和信号特征绑定，构成采集路径上的采样位置指纹。充分考虑到采集过程中采样终端静止的情况。

通过上述方法采集的位置指纹，还能够一定程度上弥补位置坐标获取过程中的误差，对指纹采集的影响。将采样终端采集位置坐标构成的路径拟合为规划的曲线路径，减小位置坐标采集误差造成的影响。列如在规划两个标准点之间的曲线路径ab，起点和终点分别是两个标准点。但在沿实际曲线路径ab采集过程中，可能由于误差影响等问题(比如拐点角度偏差)，采样终端获取的位置坐标形成的路径可能是ab’，起点是a，但是终点是偏离的b’，这样就会和实际的采集路径存在较大的分歧，因为采集到的信号特征是绑定在路径ab’上的，这种情况下获取的位置指纹准确度会很低，覆盖面积也会不同。因此通过拟合计算的方法将曲线路径ab’转换为曲线路径ab，再将信号特征根据同一采样时间戳与曲线路径ab上的坐标点绑定，从而能够有效减少位置坐标采集误差造成的影响。

实施例三：

如图3所示，本发明提供一种室内定位技术指纹采集装置，所述装置包括：

坐标采集模块301，用于依据待采集区域内的至少两条采集路径，获取采样终端的角速度和加速度信息，进行惯性导航解算，定位采集路径上的位置坐标。

信号采集模块302，用于同时获取信号源的信号特征，将所述信号特征分配至对应位置坐标构成采集路径上的采样位置指纹。

构建模块303，用于根据所采集路径上的采样位置指纹，拟合计算待采集区域内采集路径之间的拟合位置指纹，以构成覆盖所述待采集区域的指纹数据库。

通过本实施例提供的室内定位技术指纹采集装置能够实现实施例一中的指纹采集方法，能够允许曲线路径中的指纹采集，从而提高采集覆盖面积，减少拟合位置指纹的计算量，提高效率和准确性。

实施例四：

如图4所示，本发明提供另一种室内定位技术指纹采集装置，本实施例是对实施例三的进一步优化，具体是：

所述坐标采集模块301包括：

第一获取单元401，用于获取曲线路径两端标准点位置坐标，作为曲线路径的起点坐标和终端坐标。

第二获取单元402，用于根据采样终端的角速度和加速度信息，进行惯性导航解算，获取惯性导航解算位移增量，获取曲线路径的拐点坐标以及相邻拐点之间的线段的位置坐标。

所述信号采集模块302包括绑定单元403，用于根据同一采样时间戳对应的位置坐标和信号特征绑定，构成构成采集路径上的采样位置指纹。

所述构建模块303包括拟合单元404，用于根据采集路径上的采样位置指纹，通过线性插值和高斯插值方法拟合生成待采集区域内采集路径之间的拟合位置指纹。

本装置能够实现实施例二提供的室内定位技术指纹采集方法，采集信号特征的同时，获取采样终端的加速度和角速度从而能够识别曲线路径中拐点，将曲线路径分为若干个线段分段，再通过加速度和角速度信息进行惯性导航解算，定位采集路径各分段上的位置坐标。然后通过采样时间戳将对应的位置坐标和信号特征绑定，构成采集路径上的采样位置指纹。充分考虑到采集过程中采样终端静止的情况。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。