室内定位系统及所应用的数据库、方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及室内定位技术领域，特别是涉及室内定位系统及所应用的数据库、方 法和装置。
【背景技术】
[0002] 室内定位技术，是相对于室外卫星定位技术而言的一种定位方案，它指的是在室 内环境中，采用无线信号、电信基站、传感器等多种技术集成形成一套室内位置定位系统， 用于实现位置定位，从而确定人员或物体等在室内空间中的位置。
[0003] 当前的卫星定位技术已经十分成熟，包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系 统、欧洲的伽利略系统和中国的北斗卫星导航定位系统都已经实现了民用。它们在室外的 定位精度也可以达到10-50米。但是，由于卫星定位系统使用的无线信号是L波段，频率大 概在1-2GHZ内，对于建筑物的穿透性比较差，信号衰减就会很快，特别是对于现代钢筋混 凝土结构的建筑物，卫星信号衰减十分厉害。所以，在众多的室内环境中，设备能接收到的 卫星信号是十分弱的，甚至无任何信号，难以进行定位，需要加入其它的辅助手段，才能确 定人员或者物体在室内环境中的位置。
[0004] 然而，各种定位方法各有其优劣，某些部署成本低的方法，精度难以达到一个满意 的结果，如WIFI定位，利用室内环境中现有的WIFI设备就可以实施定位，但是定位精度难 以达到5米以内，而且定位可靠性依赖于无线AP部署的密度，因此可能出现定位盲点区域； 而定位精度高的方法，其需要的成本也比较昂贵，如蓝牙、超声波、RFID等，虽然可以达到厘 米级别的定位，但是需要额外部署大量的设备，在大规模工程使用的情况下成本十分巨大。
【发明内容】
[0005] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供室内定位系统及所应用的 数据库、方法和装置，解决现有技术中室内定位技术方案中存在定位效果不佳或成本高等 问题。
[0006] 为实现上所述目标及其他相关目标，本发明提供一种室内定位系统，包括：部署 于定位范围内的第一类无线设备、第二类无线设备、及音频设备；其中，所述定位范围内设 有多个已知位置信息的预设位置点，各所述第二类无线设备一一部署于其中部分预设位置 点，而各所述音频设备部署于该部分预设位置点以外的预设位置点；所述第一类无线设备、 第二类无线设备、及音频设备与定位范围内的电子设备进行通信交互以提供定位用途的通 信数据。
[0007] 可选的，所述第一类无线设备包括=WiFi通信设备，所述第二类无线设备包括：蓝 牙通信设备。
[0008] 为实现上所述目标及其他相关目标，本发明提供一种定位信息数据库，应用如上 所述的室内定位系统而建立，该定位信息数据库存储有包括：第一类定位参考信息，至少包 含：与各所述预设位置点一一对应的多个指纹信息：其中，每个指纹信息，是根据在所对应 的预设位置点通过采集设备采集的由各所述第一类无线设备接收到的第一类参考无线信 号强度值集合、及对应预设位置点的位置信息相关联生成的；第二类定位参考信息，至少包 含：各所述第二类无线设备的无线覆盖范围信息、及与所述无线覆盖范围的预定边缘对应 的第二参考无线信号强度值；第三类定位参考信息，至少包含：各所述音频设备分别独有 的至少一组音频编码、及相关联的音频设备所在预设位置点的位置信息；其中，各所述音频 设备至少外发与其独有的音频编码对应的音频信号。
[0009] 可选的，所述一组音频编码具有一或多位数值，且不同数值分别对应不同频率，以 令所述音频编码对应于单个所述频率的音频或多个所述频率的音频组合。
[0010] 可选的，各所述频率均高于预设声音频率，所述预设声音频率的取值范围包括：大 于 16kHz。
[0011] 可选的，每组音频编码包含识别编码，所述识别编码对应唯一识别频率，包含具有 所述识别频率的音频作为所述音频信号被解码的条件。
[0012] 为实现上所述目标及其他相关目标，本发明提供一种定位指纹生成方法，应用于 所述的定位信息数据库中第一类定位参考信息的指纹信息的生成，所述方法包括：将具有 第一类无线通信功能的参考设备载入所述定位范围所在室内场所的电子地图；在所述参考 设备所载入地图指定该次标注需要通过的路径，所述路径经过至少部分所述预设位置点； 在所述参考设备沿所述路径移动时，扫描来自于所收到的第一类无线设备的信号及相应的 扫描时间信息；将根据所述扫描到的信号生成的各第一类无线信号强度值集合对应到所述 路径经过的各预设位置点；对每个预设位置点的所有第一类无线信号强度值进行训练，以 供生成所述指纹信息。
[0013] 可选的，所述将所述扫描到的信号的第一类无线信号强度值集合分别对应到所述 路径经过的各预设位置点，包括：若得到的第一类无线信号强度值集合的数量和经过的预 设位置点数量相同时，一对一进行对应；若得到的第一类无线信号强度值集合的数量比经 过的预设位置点数量少，则在所述扫描时间上相邻的每两个第一类无线信号强度集合之间 增加它们平均值集合；若得到的第一类无线信号强度值集合的数量比经过的预设位置点数 量多，则将扫描时间分为与经过预设位置点数量相同的时间区间，把各第一类无线信号强 度值按照各自扫描时间所在时间区间分为对应数量份，每份第一类无线信号强度值集合对 应一个位置点的指纹信息。。
[0014] 为实现上所述目标及其他相关目标，本发明提供一种室内定位方法，应用所述的 定位信息数据库对位于所述定位范围内的待定位设备进行定位，所述方法包括：采集并生 成第一类当前定位信息、第二类当前定位信息、及第三类当前定位信息，其中，所述第一类 当前定位信息包含：在所述待定位设备位置采集到的由各第一类无线设备接收到的第一类 当前无线信号强度值集合；所述第二类当前定位信息包含：在所述待定位设备位置所采集 的：由覆盖范围包含所述待定位设备所在位置的各相关第二类无线设备发出的各第二类当 前无线信号强度值；所述第三类当前定位信息包含：根据在所述待定位设备位置采集各所 述音频设备发出的音频信号解码所生成的音频编码；将所述第一类当前定位信息、第二类 当前定位信息及第三类当前定位信息在所述定位信息数据库内匹配而生成的定位结果加 以融合，以得到最终定位结果。
[0015] 可选的，将所述第一类当前定位信息、第二类当前定位信息及第三类当前定位信 息在所述定位信息数据库内匹配而生成的定位结果加以融合，以得到最终定位结果，包括： 将根据第二类当前定位信息和/或第三类当前定位信息的所述匹配生成的定位结果作为 限制参数，或者将第二类当前定位信息和第三类当前定位信息的其中一个经所述匹配生成 的定位结果作为另一个的限定而得到的定位结果作为限制参数在考虑该限制参数的情况 下进行第一类当前定位信息的所述匹配，以得到的定位结果为最终定位结果。
[0016] 可选的，所述根据第二类当前定位信息在所述定位信息数据库内匹配而生成的定 位结果，包括：判断各所述第二类当前无线信号强度值是否高于预设阈值；若是，则将高于 预设阈值的第二类当前无线信号强度值所对应的相关第二类无线设备所在位置信息作为 定位结果；若否，则根据第二类当前无线信号强度值与各相关第二类无线设备的第二类参 考无线信号强度值比较，并据以获取各相关第二类无线设备的无线覆盖范围来确定待定位 设备所在区域作为定位结果。
[0017] 可选的，所述根据第三类当前定位信息在所述定位信息数据库内匹配而生成定位 结果，包括：将通过所述音频解码获得的音频编码同定位信息数据库内的第三类定位参考 信息中的音频编码进行匹配；在匹配一致时，将匹配到的音频编码所关联的预设位置点的 位置信息作为定位结果。
[0018] 可选的，所述第三类定位参考信息中的每组音频编码具有一或多位数值，且不同 数值分别对应不同频率，以令所述音频编码对应于单个所述频率的音频或多个所述频率的 音频组合；所述音频解码前包括：对音频信号进行变换以获取其频域信息；对所述频域信 息进行滤波以滤除小于预设声音频率以下的信息，以供对滤波后的频域信息进行解码，其 中，所述预设声音频率的取值范围包括：大于16kHz。
[0019] 可选的，所述的室内定位方法，包括：在所述定位结果的融合时，加入所述定位范 围所在室内场所的信息作为约束规则。
[0020] 为实现上所述目标及其他相关目标，本发明提供一种室内定位装置，应用所述的 定位信息数据库对位于所述定位范围内的待定位设备进行定位，所述装置包括：定位信息 采集模块，用于采集并生成第一类当前定位信息、第二类当前定位信息、及第三类当前定位 信息，其中，所述第一类当前定位信息包含：在所述待定位设备位置采集到的由各第一类无 线设备接收到的第一类当前无线信号强度值集合；所述第二类当