一种基于室内无线信号的定位系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于室内无线信号的定位系统和方法，通过采用不同的两套或以上的预设指纹位置库，实现针对不同接收能力的待定位设备，构建与之相匹配的指纹位置库或位置系数，增强了对于不同待定位设备的适应能力，有效提高了定位的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于室内无线信号的定位系统和方法
本专利技术涉及室内定位技术，尤其涉及一种基于室内无线信号的定位系统和方法。
技术介绍
随着信息化技术的不断进步与开拓，定位技术的发展极大地改变了现代社会的生活和工作方式，如出行或旅行中所普遍采用的电子导航，即是有赖于GPS定位技术的普及。从而在日常生活中对基于定位的需求不断增加，而如何准确地确定用户位置则是实现基于位置服务的基础和关键。虽然GPS定位技术的应用已较为普及，并且其定位准确性也较高，但是随着城市的发展与建设，人们的活动大多会集中于一些室内区域，比如地铁、商务楼、商场、餐厅等等，而这些场所或是规模巨大或是相对封闭，往往无法接收到GPS信号，仅依靠GPS无法完全实现针对室内定位需要，而高精度的室内定位能够有效地提高工作效率和生活质量，这使得室内定位服务的需求量日益增长。近些年来，无线局域网络越发普及，越来越多的室内环境已经布置了无线接入点，无线网络的覆盖区域不断扩大，特别是W1-Fi网络，这些接入点在为室内定位技术提供了充足的基础设施的同时，也降低了实现定位所需要的成本。在众多室内定位技术中，基于位置指纹的室内定位技术可以在低成本的前提下取得较为理想的定位精度。当前已出现许多基于位置指纹的室内定位技术，而其中的技术改进和创新往往集中在采样阶段时对于采样数据的选择，或是在定位阶段关于确定位置的算法的改进，而很少有针对用户端在实际定位查询时所遇到的问题来做进一步改进的技术方案。 基于W1-Fi位置指纹的室内定位技术，在采样阶段构建位置指纹库时大多只采用一种无线网卡对接收信号强度数据进行采集，如果在定位阶段的待定位设备的无线网卡与采样阶段不同，就会使得定位精度出现明显下降，使整个室内定位系统工作的准确性和稳定性变差。而这个问题是较为普遍的，比如在大型商场中，顾客用于定位查询的手机(作为待定位设备)，其无线信号的接收能力不径相同，这就造成了已建立的位置指纹库针对不同手机的定位准确性也会随之不同。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是针对待定位设备所存在的无线接收能力的差异，对已建立的位置指纹库进行相应的动态调整再进行位置判断，以提高针对不同待定位设备的定位准确性。 为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于室内无线信号的定位方法包括采样阶段和定位阶段。 所述采样阶段包括以下步骤: 步骤11、建立室内地图图片、确定坐标系、划分网格、确定基准点位置； 优选地，设置各网格大小相同，在本专利技术的一个较佳实施例中采用对应实际空间大小为3mX3m的网格； 步骤12、使用至少两台不同接收能力的采集设备对每个所述网格所对应的室内位置进行无线信号采集，并设置所述基准点的标识； 步骤13、根据采集结果，针对不同接收能力的采集设备建立与之相应的预设位置指纹库(以下将在采样阶段形成的位置指纹库均称为预设位置指纹库)； 所述定位阶段包括以下步骤: 步骤21、待定位设备在所述基准点的标识处进行基准定位； 步骤22、通过所述基准定位的结果和所述预设位置指纹库，确定与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数； 步骤23、通过所述待定位设备在待确定位置接收到的无线信号，结合所述与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数来定位所述待确定位置。 进一步地，所述步骤11中，所述基准点有多个。 进一步地，所述步骤13中，所述采集结果包括所有AP的名称或MAC地址、接收信号强度的平均值。 进一步地，所述步骤22中，将所述与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数存储于所述待定位设备中。 进一步地，根据所述待定位设备的型号，确定所述与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数。 本专利技术还提供了一种基于室内无线信号的定位系统，包括: 存储模块，用于储存室内地图信息，以及由至少两台不同接收能力的采集设备所采集获得的位置指纹库；所述室内地图信息包括室内地图图片，所述室内地图图片已设置坐标系和网格划分； 通信模块，用于与待定位设备进行通信； 运算模块，与所述存储模块和所述通信模块连接，用于确定所述待定位设备的位置； 基准点标识，设置在室内固定位置，用于所述待定位设备的基准定位，所述待定位设备将所述基准定位的结果传送至所述通信模块。 进一步地，所述基准点标识有多个。 进一步地，所述运算模块通过所述基准定位的结果和所述预设位置指纹库，确定与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数。 进一步地，所述运算模块通过所述待定位设备在待确定位置接收到的无线信号，结合所述与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数来定位所述待确定位置。 进一步地，所述存储模块还包括与已知型号的待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数。 本专利技术的基于室内无线信号的定位系统和方法具有以下优点: 1、结构简单，易于实施。 2、弥补了不同的待测定装置会产生定位差异的不足。 3、适应性强，针对不同类型的待定位设备均可生成与之相对应的位置指纹库或位置系数。 4、可根据用户的待定位设备的产品类型，直接选择与其相对应的位置指纹库或位置系数。 以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。 【附图说明】 图1是本专利技术的一个较佳实施例的系统架构示意图； 图2是图1所示系统的定位流程图； 图3是根据图2所示定位流程确定的待定位设备针对某个AP，在各网格位置的信号强度曲线图。 【具体实施方式】 如图1所示，是本专利技术的一个较佳实施例的系统架构示意图。定位系统包括存储模块、通信模块、与上述两者相连接的运算模块，以及设置与室内固定位置的基准点标识。其中存储模块已预存了室内地图信息，包括室内地图图片，并针对该地图图片已设置坐标系以及网格划分，设置各网格大小相同，在本实施例中采用对应实际空间大小为3mX3m的网格。 存储模块中还包括预设位置指纹库I和预设位置指纹库2，它们分别是由两台不同接收能力的采集设备，对于每个网格所对应的室内位置进行无线信号采集，根据采集结果所建立的位置指纹库。在每个网格中均选取相同的方位的位置(如网格的中心点，或是网格的某个端角等)进行无线信号采集，采集结果包括该位置能接收到的所有AP的名称或MAC地址，以及各AP的接收信号强度的平均值和标准方差(如在一个位置只采集一次强度数据，就无需标准方差)。预设位置指纹库记录各采集位置的坐标以及上述采集结果，在现有技术中，一般将待定位设备在室内接收到的无线信号，与预设位置指纹库进行比对，找到最接近的采集结果，从而来判断待定位设备的坐标位置。这种方法的不足在于，当待定位设备的信号接收能力与构建预设位置指纹库的采集设备的信号接收能力有差异时，会对定位的准确性产生影响，并且差异越大，影响越大。 为此，本实施例中采用两台不同接收能力的采集设备进行无线信号采集，并就采集结果分别建立两套预设位置指纹库，其中建立预设位置指纹库I所采用的采集设备的接收能力优于建立预设位置指纹库2所采用的采集设备。并且对于两者接收能力的确定，用户可以根据现有市场上已知的产品进行选择，以使两者的接收能力间的差异能覆盖大多数已知的现有广品。 通讯模块用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于室内无线信号的定位方法，其特征在于，包括采样阶段和定位阶段；所述采样阶段包括以下步骤：步骤11、建立室内地图图片、确定坐标系、划分网格、确定基准点位置；步骤12、使用至少两台不同接收能力的采集设备对每个所述网格所对应的室内位置进行无线信号采集，并设置所述基准点的标识；步骤13、根据采集结果，针对不同接收能力的采集设备建立与之相应的预设位置指纹库；所述定位阶段包括以下步骤：步骤21、待定位设备在所述基准点的标识处进行基准定位；步骤22、通过所述基准定位的结果和所述预设位置指纹库，确定与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数；步骤23、通过所述待定位设备在待确定位置接收到的无线信号，结合所述与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数来定位所述待确定位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于室内无线信号的定位方法，其特征在于，包括采样阶段和定位阶段； 所述采样阶段包括以下步骤: 步骤11、建立室内地图图片、确定坐标系、划分网格、确定基准点位置； 步骤12、使用至少两台不同接收能力的采集设备对每个所述网格所对应的室内位置进行无线信号采集，并设置所述基准点的标识； 步骤13、根据采集结果，针对不同接收能力的采集设备建立与之相应的预设位置指纹库； 所述定位阶段包括以下步骤: 步骤21、待定位设备在所述基准点的标识处进行基准定位； 步骤22、通过所述基准定位的结果和所述预设位置指纹库，确定与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数； 步骤23、通过所述待定位设备在待确定位置接收到的无线信号，结合所述与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数来定位所述待确定位置。2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述步骤11中，所述基准点有多个。3.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述步骤13中，所述采集结果包括所有AP的名称或MAC地址、接收信号强度的平均值。4.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述步骤22中，将所述与所述待定位设备相匹配的位置指纹库或位置系数存储于所述待...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢建平，王晨，白柠，王震东，雷桂林，
申请(专利权)人：知图上海信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31