基于简化布点的室内定位方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于简化布点的室内定位方法，包括以下步骤：将建筑物进行划分，形成全建筑物内的各子区域；在各子区域布置数据采集器；数据采集器布置后，设置该数据采集器的位置信息和加权信息；并对数据采集器进行分组；数据采集器周期获取采集信号卡上的数据，并将数据上传至分站终端；分站终端根据数据采集器的分组信息，确定数据的定位计算方式：中心服务器推送由分站终端或中心服务器本身的定位计算结果。该方法适用于以房间为单位的室内建筑和船舶定位，定位精度可具体到室内建筑的层、房间以及通道区域。
【专利说明】基于简化布点的室内定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位【技术领域】，尤其涉及一种基于简化布点的室内定位系统和方法。【背景技术】
[0002]基于室内环境的复杂性和对定位精度和安全性的特殊要求，使得室内无线定位技术有着不同于普通定位系统的鲜明特点，而且这些特点是其他定位技术所不具备的。室内定位范围相对较小，因此对定位的精度要求相对而言要求较高。室内信号微弱，且多径、反射现象严重，故要求定位算法对各种误差的纠错性要强。室内定位的应用场合通常决定了定位设备简单、功耗小、计算量和通信开销也不能太大。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于简化布点的室内定位方法，该方法适用于以房间为单位的室内建筑和船舶定位，定位精度可具体到室内建筑的层、房间以及通道区域。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种基于简化布点的室内定位方法，包括以下步骤:
O将建筑物进行划分，形成全建筑物内的各子区域；
2)在各子区域布置数据采集器；
3)数据采集器布置后，设置该数据采集器的位置信息和加权信息；并对数据采集器进行分组；
4)数据采集器周期获取采集信号卡上的数据，并将数据上传至分站终端；
5)分站终端根据数据采集器的分组信息，确定数据的定位计算方式:
若同组数据采集器都归属同一分站终端时，确定计算属性为分站终端本地计算，该分站终端完成定位计算并将定位结果上传中心服务器；
若同组数据采集器都归属不同分站终端时，确定计算属性为中心服务器计算，该分站终端将数据采集器采集的原始信息直接上传中心服务器，中心服务器收到各分站终端上传数据后统一进行定位计算；
6 )中心服务器推送由分站终端或中心服务器本身的定位计算结果。
[0005]按上述方案，所述建筑物内的各子区域的划分是按层、房间、长通道段进行三级划分，方法如下:
1.1)层的划分:以建筑物的建筑层划分，保证各楼层之间应有明确的由楼梯或电梯相连隔断，对于局部上下打通形成的跨楼层房间为同一子区域，其中，楼梯间单独划分成一个子区域；
1.2)房间划分:对于同一层，首先按最小房间单元划分区域，其次对于隔间，套间等定位功能上不需要界定的房间划分为同一区域；
1.3)长通道段区域划分:从通道中线往两边每隔设定距离划分为一个子区域。[0006]按上述方案，在各子区域布置数据采集器的布点方法具体如下:
2.1)按层分区域布点:在上下层区域的楼梯口、电梯口及中间部位分别布置数据采集
器；
2.2)同层内按房间分区域布点:在每个房间的出入口处以及房间外相邻通道处分别布置数据采集器；
2.3)长通道分段布点:在长通道分段的各子区域中间顶壁上布置数据采集器；
2.4)出入建筑处布点:在建筑出口入、口处和附近通道处分别设置数据采集器。
[0007]按上述方案，所述定位计算采用以下方法:
5.1)先确定目标所在子区域类型；
5.2)按层及房间子区域的定位方法:分站终端或中心服务器根据上传的各数据采集器收集的采集信号卡信号强度进行排序，取强度最大的两个数据采集器，然后筛选出其所在的数据采集器组，将这两个数据采集器对应的强度值加上其对应加权值后进行比较，值大的即对应其数据采集器所在位置；
5.3)长通道段区域内部行进时的定位算法:首先建立各分区域位置与各数据采集器信号强度表，包括分区域位置坐标以及在该分区域内对应相关数据采集器收到的信号强度典型值，然后在实际定位过程中分别计算实际的信号强度与信号强度典型值的均方差，比较得出均方差最小的四个值对应的位置坐标，再分别计算这四个位置坐标和采集信号卡上一时刻所在位置坐标的均方差，均方差最小的即为当前人员位置；所述典型值通过测量人员事先测量确定；
5.4)出入建筑或房间的定位方法:结合在建筑出入口处和附近通道处设置的两个采集器的历史数据进行判断；人员在出入口处和经过相邻通道必经位置时，这些采集器采集的信号强度存在清晰的信号强度的相对变化，当人员走出建筑时，出入口处采集器采集的信号强度由弱变强，再由强变弱，而通道处采集器采集的信号强度逐渐变弱，由此判断人员的运动趋势是从建筑内到建筑外；反之，则可以判定人员的运动趋势是从建筑外到建筑内。
[0008]本发明产生的有益效果是:
1.本定位系统和方法适用于以房间为单位的室内建筑定位，也适用于船舶定位，定位精度可具体到室内建筑的层、房间以及通道区域；
2.通过本发明方法，有些区域可以通过其他区域的设备接收到的信号综合分析，通过读卡器采集到的信号强度大小和强度变化趋势即可判断出人员的所在区域，大大减少了读卡器的布点，也提高了室内人员定位的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的方法流程图。
[0010]
【具体实施方式】
[0011]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0012]如图2所示，一种基于简化布点的室内定位方法，包括以下步骤:
O将建筑物进行划分，形成全建筑物内的各子区域；
建筑物内的各子区域的划分是按层、房间、长通道段进行三级划分，方法如下:
1.1)层的划分:以建筑物的建筑层划分，保证各楼层之间应有明确的由楼梯或电梯相连隔断，对于局部上下打通形成的跨楼层房间为同一子区域，其中，楼梯间单独划分成一个子区域；
1.2)房间划分:对于同一层，首先按最小房间单元划分区域，其次对于隔间，套间等定位功能上不需要界定的房间划分为同一区域；
1.3)长通道段区域划分:从通道中线往两边每隔设定距离划分为一个子区域。
[0013]2)在各子区域布置数据采集器；
在各子区域布置数据采集器的布点方法具体如下:
2.1)按层分区域布点:在上下层区域的楼梯口、电梯口及中间部位分别布置数据采集
器；
2.2)同层内按房间分区域布点:在每个房间的出入口处以及房间外相邻通道处分别布置数据采集器；
2.3)长通道分段布点:在长通道分段的各子区域中间顶壁上布置数据采集器；
2.4)出入建筑处布点:在建筑出口入、口处和附近通道处分别设置数据采集器。
[0014]3)数据采集器布置后，设置该数据采集器的位置信息和加权信息；并对数据采集器进行分组；
4)数据采集器周期获取采集信号卡上的数据，并将数据上传至分站终端；
5)分站终端根据数据采集器的分组信息，确定数据的定位计算方式:
若同组数据采集器都归属同一分站终端时，确定计算属性为分站终端本地计算，该分站终端完成定位计算并将定位结果上传中心服务器；
若同组数据采集器都归属不同分站终端时，确定计算属性为中心服务器计算，该分站终端将数据采集器采集的原始信息直接上传中心服务器，中心服务器收到各分站终端上传数据后统一进行定位计算；
定位计算采用以下方法:
5.1)先确定目标所在子区域类型；
5.2)按层及房间子区域的定位方法:分站终端或中心服务器根据上传的各数据采集器收集的采集信号卡信号强度进行排序，取强度最大的两个数据采集器，然后筛选出其所在的数据采集器组，将这两个数据采集器对应的强度值加上其对应加权值后进行比较，值大的即对应其数据采集器所在位置；
5.3)长通道段区域内部行进时的定位算法:首先建立各分区域位置与各数据采集器信号强度表，包括分区域位置坐标以及在该分区域内对应相关数据采集器收到的信号强度典型值，然后在实际定位过程中分别计算实际的信号强度与信号强度典型值的均方差，比较得出均方差最小的四个值对应的位置坐标，再分别计算这四个位置坐标和采集信号卡上一时刻所在位置坐标的均方差，均方差最小的即为当前人员位置；所述典型值通过测量人员事先测量确定；
例如:A位置的分区域位置与各数据采集器信号强度表{ (1，2)，{1，2，3}}，其中(1，2)分别表示A位置的X轴和y轴坐标，{1，2，3}分别对应在A位置处a，b，c三个数据采集器的典型信号强度值，B位置为{ (2,2), {2，1，I}}，同样的C、D、E、F位置有其对应的位置和强度表。当前各数据采集器采集到某采集信号卡的信号强度值为{1，2，2}，计算出对应于
A位置的信号强度均方差为
【权利要求】
1.一种基于简化布点的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤: `1)将建筑物进行划分，形成全建筑物内的各子区域； `2)在各子区域布置数据采集器； `3)数据采集器布置后，设置该数据采集器的位置信息和加权信息；并对数据采集器进行分组； `4)数据采集器周期获取采集信号卡上的数据，并将数据上传至分站终端； `5)分站终端根据数据采集器的分组信息，确定数据的定位计算方式: 若同组数据采集器都归属同一分站终端时，确定计算属性为分站终端本地计算，该分站终端完成定位计算并将定位结果上传中心服务器； 若同组数据采集器都归属不同分站终端时，确定计算属性为中心服务器计算，该分站终端将数据采集器采集的原始信息直接上传中心服务器，中心服务器收到各分站终端上传数据后统一进行定位计算； `6 )中心服务器推 送由分站终端或中心服务器本身的定位计算结果。
2.根据权利要求1 所述的室内定位方法，其特征在于，所述建筑物内的各子区域的划分是按层、房间、长通道段进行三级划分，方法如下: `1.1)层的划分:以建筑物的建筑层划分，保证各楼层之间应有明确的由楼梯或电梯相连隔断，对于局部上下打通形成的跨楼层房间为同一子区域，其中，楼梯间单独划分成一个子区域； `1.2)房间划分:对于同一层，首先按最小房间单元划分区域，其次对于隔间，套间等定位功能上不需要界定的房间划分为同一区域； `1.3)长通道段区域划分:从通道中线往两边每隔设定距离划分为一个子区域。
3.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，步骤2)中在各子区域布置数据采集器的布点方法具体如下: `2.1)按层分区域布点:在上下层区域的楼梯口、电梯口及中间部位分别布置数据采集器； `2.2)同层内按房间分区域布点:在每个房间的出入口处以及房间外相邻通道处分别布置数据采集器； `2.3)长通道分段布点:在长通道分段的各子区域中间顶壁上布置数据采集器； `2.4)出入建筑处布点:在建筑出口入、口处和附近通道处分别设置数据采集器。
4.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，步骤5)中所述定位计算采用以下方法: `5.1)先确定目标所在子区域类型； `5.2)按层及房间子区域的定位方法:分站终端或中心服务器根据上传的各数据采集器收集的采集信号卡信号强度进行排序，取强度最大的两个数据采集器，然后筛选出其所在的数据采集器组，将这两个数据采集器对应的强度值加上其对应加权值后进行比较，值大的即对应其数据采集器所在位置； `5.3)长通道段区域内部行进时的定位算法:首先建立各分区域位置与各数据采集器信号强度表，包括分区域位置坐标以及在该分区域内对应相关数据采集器收到的信号强度典型值，然后在实际定位过程中分别计算实际的信号强度与信号强度典型值的均方差，比较得出均方差最小的四个值对应的位置坐标，再分别计算这四个位置坐标和采集信号卡上一时刻所在位置坐标的均方差，均方差最小的即为当前人员位置；所述典型值通过测量人员事先测量确定； . 5.4)出入建筑或房间的定位方法:结合在建筑出入口处和附近通道处设置的两个采集器的历史数据进行判断；人员在出入口处和经过相邻通道必经位置时，这些采集器采集的信号强度存在清晰的信号强度的相对变化，当人员走出建筑时，出入口处采集器采集的信号强度由弱变强，再由强变弱，而通道处采集器采集的信号强度逐渐变弱，由此判断人员的运动趋势是从建筑内到建 筑外；反之，则可以判定人员的运动趋势是从建筑外到建筑内。
【文档编号】H04W4/04GK103974414SQ201410207476
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】梁乾, 邹惠明, 蔡奕慰, 魏沁祺 申请人:中国舰船研究设计中心