一种基于无线强度的室内定位方法及系统的制作方法_2

文档序号:9381567阅读:来源:国知局
发明一实施例中基于无线强度的室内定位系统的结构示意图。
[0021] 元件标号说明
[0022] 1 基于无线强度的室内定位系统
[0023] 11 指纹采集模块
[0024] 12 指纹数据库
[0025] 13 定位算法模块
[0026] 14 数据适配模块
[0027] 15 配置管理模块
[0028] 16 应用接口模块
[0029] 2 待定位设备
[0030] 3 无线接入点
[0031] Sl~S8 方法步骤
【具体实施方式】
[0032] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例 及实施例中的特征可以相互组合。
[0033] 如图1所示,本发明提供一种基于无线强度的室内定位方法,所述方法包括:
[0034] 步骤Sl :在定位范围内设置多个无线接入点,并从定位范围内选择一组已知坐标 的位置作为信号采集点。
[0035] 在一实施例中,所述无线接入点包括:Wi-Fi协议的网络接入点(可表示为ΑΡ,η 个无线接入点即API~ΑΡη),其中,所述无线接入点例如为基站等,而可收发无线信号;所 述坐标例如为以所述定位范围的平面为坐标平面,在该平面内每个点都具有(X,y)二维坐 标,复杂的甚至可形成三维立体坐标,在一实施例中,所述坐标是与坐标所在的设备(例如 参考设备,Wi-Fi接入点,待定位设备等)预分配的MAC地址相关联的,根据网络查询MAC地 址即可找到预先关联的地理位置坐标,这样可更为便捷精确地完成定位。
[0036] 例如,所述定位范围内有η个无线接入点,在定位范围内选择m个已知坐标的位置 作为信号采集点A1、A2. ..Am,坐标分别为(xl,yl),(x2,y2).... (xm,ym),采集点的位置与 接入点位置无关,只要坐标可以人工确定就可,不一定非要在无线接入点位置上。
[0037] 步骤S2 :将参考设备放在各信号采集点,分别采集各无线接入点收到的所述参考 设备在各信号采集点时所发射无线信号的信号强度值。
[0038] 在一实施例中,所述无线信号例如为Wi-Fi信号,故所述信号强度值可为Wi-Fi信 号的信号强度值(RSSI)值,而所述参考设备为具有相同协议无线通讯模块(如Wi-Fi模 块)的电子终端,如手机、平板电脑、笔记本电脑、无线路由器或无线网卡等等。
[0039] 例如,选择将参考设备放在信号采集点A1,并采集所有η个Wi-Fi接入点收到参考 设备所发射Wi-Fi信号的至少一组共η个信号强度值,当然Al处的Wi-Fi接入点的信号强 度值应该是最大的,而每个信号采集点Al~Am-共可采集m组信号强度值,每组有η个信 号强度值。
[0040] 步骤S3 :对应各个信号采集点分别形成一候选指纹,所述候选指纹是根据所述参 考设备在其中一信号采集点时由各无线接入点收到的无线信号的信号强度值所生成,每个 候选指纹包括:对应的信号采集点所在坐标、及参考设备在所述信号采集点时各无线接入 点所收到的无线信号的信号强度值及相应的各无线接入点信息。
[0041] 在一实施例中,相比于现有的Wi-Fi定位的指纹算法,本实施例中的候选指纹包 含了几个分量,其中,第一分量是关于信号采集点的坐标,第二分量是关于相互关联的无线 接入点信息及信号强度值,例如可表示为(接入点信息,RSSI);需说明的是,所述指纹并非 仅限定于Wi-Fi使用,在其他无线通讯方式中亦可使用。
[0042] 例如,任取一个信号采集点,所述无线接入点信息包括无线接入点的名称,例如Bl 接入点~Bn接入点,对应的信号强度值为al~an,其关联关系可如下表所示:
[0043]
[0044] 步骤S4 :将每个候选指纹中的信号强度值按递减或递增进行排序,且使对应的无 线接入点信息随之变化次序而形成候选序列。
[0045] 在一实施例中,接续上述实施例中的列表,假设需要递减排序,假设al~an是递 减的,则排序之后,生成的候选序列则为{Bl,B2, ....,Bn};当然此仅为举例,若在其他实 施例中,al~an的大小并非是依次递增或递减的,一样可以先进行排序,而由于接入点和 接入点接收无线信号的信号强度值之间存在对应关系,因此Bl~Bn也需要对应调换次序 来形成候选序列,此处仅说明原理,不一一列举。
[0046] 步骤S5 :当定位所述定位范围内的待定位设备时,采集各无线接入点所收到待定 位设备的无线信号的信号强度值,并据以生成目标指纹,所述目标指纹包括:在所述待定位 设备存在时各无线接入点所收到的无线信号的信号强度值及相应的各无线接入点信息。
[0047] 在一实施例中,所述待定位设备可以是具有与无线接入点采用相同协议进行通讯 的无线模块(例如Wi-Fi模块)的电子终端,例如:手机、笔记本电脑、平板电脑等等;所述 目标指纹的生成方式可以和所述候选指纹类似,至少具有所述第二分量。
[0048] 步骤S6 :将所述目标指纹中的信号强度值按与候选指纹相同的排序方式进行排 序,并使对应的目标指纹内的无线接入点信息随信号强度值变化次序而形成目标序列。
[0049] 在一实施例中,所述相同的排序方式指的是,若候选序列是根据递减RSSI方式排 序而成,则目标序列也是RSSI递减方式排序而成;反之,若候选序列是根据递增RSSI方式 排序而成,则目标序列也是RSSI递增方式排序而成。
[0050] 例如,假设所述目标指纹内无线接入点信息和各个对应RSSI值之间的关系如下 表所示,假设c 1~cn是递减的,则进行和候选序列相同的RSSI排序方式后,得到目标序列 {B1,B2,···· Bn};
[0051]
[0052] 也就是说,该待定位设备对应的目标序列即为{Bl,B2, .... Bn}。
[0053] 步骤S7 :将所述目标序列同各所述候选序列进行比对,将比对不一致的候选序列 对应候选指纹加以滤除。
[0054] 在一实施例中,承接上述实施例,假设待定位设备对应目标序列{Bl,B2,.... Bn}, 跟各个信号采集点所分别对应的候选序列进行比对,将其中候选序列同样为{Bl, B2, .... Bn}的信号采集点加以保留,而滤除不一致的信号采集点;在原理上来说,只有在 与所述待定位设备在地理位置上接近的信号采集点才可能获取一致的候选序列,在此步骤 中,也就是缩小了定位设备的地理范围。
[0055] 在一实施例中,优选的,各所述候选指纹存储于指纹数据库中且存储有备份,则所 述过滤可将不一致的候选指纹从指纹数据库中滤除,但,若判断过滤后的指纹数据库为空 时,则可例如所述备份来恢复指纹数据库为过滤前的原数据库。
[0056] 步骤S8 :在所述滤除剩余的候选指纹中获取与所述目标指纹最相似的,根据所获 取的候选指纹对应的信号采集点坐标来得到所述待定位设备的定位结果。
[0057] 在一实施例中,所述在所述滤除剩余的候选指纹中获取与所述目标指纹最相似 的,根据所获取的候选指纹对应的信号采集点坐标来得到所述待定位设备的定位结果,包 括:计算各个无线接入点接收到的待定位设备的信号强度值与所有候选指纹所包含的各对 应信号强度值(RSSI)间的欧式距离,得到对应数量个欧氏距离最相近的候选指纹,设所述 数量为K ;计算定位结果,以得到的欧氏距离最相近的K个候选指纹点与目标指纹的欧氏距 离的倒数为权值,由加
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