一种无线局域网络定位方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种无线局域网络定位方法、装置及系统。方法包括：获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量；在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹；根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量；根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。本发明的方案在待定位点位置上接收来自不同AP的WIFI指纹，并根据WIFI指纹形成场强向量，之后进一步根据AP原本用于标记位置的场强向量进行对比，确定出待定位点的具体位置，整个方法简单易懂，执行快捷。
【专利说明】一种无线局域网络定位方法、装置及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，提供一种无线局域网络定位方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 位置信息在各种场合中发挥着重要作用，如车辆导航、矿井井下人员定位、医疗看 护对象定位、建筑工地管理等。GPS作为全球最广泛使用的卫星导航定位技术，在许多领域 得到了推广应用。然而，其信号却极易受障碍物的干扰和阻断，在密集的城市地带、隧道、室 内等环境定位不可靠甚至于失效。因此，必须有其它的定位技术辅助GPS或者单独在无 GPS 可用的场合下提供定位服务。
[0003] 随着IEEE802. 11技术的成熟，WIFI在世界各地普及，其覆盖面越来越广。虽然 WIFI并不是为定位而设计，但接入点（AP)或基站定期发送的信标信号中所含的接收信号 强度（RSS)信息为定位移动台提供了可能性，将其应用于定位场合受到了学术界与产业界 的极大关注。较之现有定位技术如GPS、蜂窝定位、无迹推算等，WIFI的定位具有如下优势：
[0004] (1)可工作于室内、室外等不同场合，为实现无处不在的定位提供了可能性；
[0005] (2)仅依赖于现有的WIFI网络，无需对其进行任何改动，使用成本低；
[0006] (3) WIFI信号受非视距（NL0S)影响小，即使在有障碍物阻挡的情况下也能使用。
[0007] 因此，如何基于WIFI技术在室内实现准确定位成为了攻关难题。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种无线局域网络定位方法、装置及系统，能够 简单快速的实现室内定位。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种无线局域网络定位方法，包括：
[0010] 获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量；
[0011] 在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹；
[0012] 根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量；
[0013] 根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。
[0014] 其中，根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置的步骤包 括：
[0015] 分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；
[0016] 分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量；
[0017] 将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一 化参考向量，分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化 距离向量；
[0018] 根据最大的点积向量确定第一候选点，根据最小距离向量确定第二候选点，根据 最小归一化距离向量确定第三候选点；
[0019] 根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定出待定位点的位置。
[0020] 其中，分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量的步骤包 括：
[0021] 根据公式
【权利要求】
1. 一种无线局域网络定位方法，其特征在于，包括： 获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量； 在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹； 根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量； 根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。
2. 根据权利要求1所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，根据所述定位向量与 参考向量之间的关系确定所述待定位点位置的步骤包括： 分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量； 分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量； 将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参 考向量，分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离 向量； 根据最大的点积向量确定第一候选点，根据最小距离向量确定第二候选点，根据最小 归一化距离向量确定第三候选点； 根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定出待定位点的位置。
3. 根据权利要求2所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，分别计算每个定位向 量与所有参考向量的点积和，得到点积向量的步骤包括： 根据公式1 Vk · Vj = SF=1 Oi · bi) = + a2b2 +…anbn分别计算每个定位向 量与所有参考向量的点积和，得到点积向量； 其中，vk 为定位向量，vk=x，y |bssidkl:rssikl，··'bssidkjrssih ;Vj 为 AP 的场强向量， Vjixjlbssid^rssijp…，bssidjn:rssijn;rssi为接收的信号强度指示，具体表现为标识 数值；bssid为基本服务集标示符；X为地理横坐标，y为地理纵坐标；η为AP的数量叫为 来自第i个AP的定位向量；h为来自第i个AP的参考向量，且i < η。
4. 根据权利要求2所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，分别计算每个定位向 量与所有参考向量的距离和，得到距离向量的步骤包括： 根据公式D (Vk, Vj) = 1+…+ |rssikn-rssijj I分别计算每个定位向量与所 有参考向量的距离和，得到距离向量。
5. 根据权利要求2所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，将所有定位向量与所 有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量的步骤包括： 根据公式 W = x,y|bSSidkl:rssi=rssikmin，…，bSSidkn: rssi|^；rssiM将所有定 * bblkmax 1 bi,|kmax 位向量进行归一化，得到归一化定位向量；其中，为最大定位向量值；rSSikmin为最 小定位向量值； 根据公式Vf = x,y丨bSSidjl:rss?::rssij-，…，b SSidkl/ssi^-min将所有参考 rb&ijmax I aMjmax 向量进行归一化，得到归一化参考向量；其中，rssi_x为最大参考向量值；rssi> in为最小 参考向量值。
6. 根据权利要求5所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，分别计算每个归一化 向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量的步骤包括： 枏抿八寸 DiV V·〕= rssii<i~rssii<n]in - rssiji-rssi；t]]in ^_____^ rssikn-rssikn]in - k ) rssiknjax rssijmax r'ssikmax Hjn%Sljmi"分别计算每个归一化向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距 1 SSIjmax 离向量。
7. 根据权利要求2所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，根据所述第一候选点、 第二候选点、第三候选点确定待定位点的位置的步骤包括： 若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点互不相同，则计算三个候选点的几何中心 以及各候选点到该几何中心的偏差，并过滤掉偏差最大的候选点，之后将剩余的两个候选 点间的中间位置作为所述待定位点的最终位置； 若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点中有任意两个候选点相同，则将不同的两 个候选点的中间位置作为所述待定位点的最终位置； 若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点为同一个候选点，则将该候选点作为所述 待定位点的最终位置。
8. -种无线局域网络定位装置，其特征在于，包括： 获取模块，用于获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量； 接收模块，用于在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹； 向量形成模块，用于根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量； 确定模块，用于根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。
9. 根据权利要求8所述的无线局域网络定位装置，其特征在于，所述确定模块包括： 第一计算子模块，用于分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向 量； 第二计算子模块，用于分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向 量； 第三计算子模块，用于将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化 定位向量以及归一化参考向量，分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距 离和，得到归一化距离向量； 第一确定子模块，用于根据最大的点积向量确定第一候选点，根据最小距离向量确定 第二候选点，根据最小归一化距离向量确定第三候选点； 第二确定子模块，用于根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定出待定位点 的位置。
10. 根据权利要求9所述的无线局域网络定位装置，其特征在于，所述第二确定子模块 具体用于： 若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点互不相同，则计算三个候选点的几何中心 以及各候选点到该几何中心的偏差，并过滤掉偏差最大的候选点，之后将剩余的两个候选 点间的中间位置作为所述待定位点的最终位置； 若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点中有任意两个候选点相同，则将不同的两 个候选点的中间位置作为所述待定位点的最终位置； 若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点为同一个候选点，则将该候选点作为所述 待定位点的最终位置。
11. 一种无线局域网络定位系统，包括：至少两个接入点AP ;数据库，用于保存所述AP 用于标记位置的场强向量；其特征在于，所述系统还包括：如权利要求8-10中任一项所述 的无线局域网络定位装置；其中，所述获取模块具体通过所述数据库获取周围接入点AP用 于标记位置的场强向量。
【文档编号】H04W64/00GK104254052SQ201310268400
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】郭培煌, 其达拉图, 刘继树 申请人:北京四维图新科技股份有限公司