一种室内定位方法及系统使用改良的讯号指纹采集方法技术方案

本发明专利技术涉及改良的RF磁场讯号指纹采集的方法运用于室内定位方法及系统。包括下列步骤：(a)下载安装手机的定位系统App；(b)用户在定位系统App的定位电磁地图中设定布建路径；(c)用户在设定的布建路径以稳定步伐定速走动的方式通过手机App行走布建路径来同时进行RF讯号及磁场讯号指纹采集；(d)利用定位系统App的定位引擎及无限冲激响应滤波器来稳定WiFi与BLE讯号；(d)讯号采集完成后直接使用手机内定位系统App的定位引擎计算即可立即开始定位体验；(e)直接于手机上马上计算并取得RF讯号强弱图与定位弱点图，用来立即评估现场定位讯号状况。以上方法及系统可显着提高定位空间电磁讯号采集的速度及整个过程不需网络联机，全程只使用手机内的定位系统App即可定位，进而提升定位系统的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种室内定位方法及系统使用改良的讯号指纹采集方法
本专利技术涉及本专利技术涉及室内定位导航
，尤其是单独使用手机及一种室内定位系统App用来提供RF讯号指纹采集及立即室内定位体验的用途。
技术介绍
一般室内定位系统中，运用多个无线接入点(AccessPoints/AP)或信标(Beacon)定位，例如使用RF讯号(WI-FI/BLEBeacon)等的定位方法，是一种成本低而效果良好的室内定位解决方案。通常做法是先帮该室内空间做些定点的RF讯号测量与RF讯号指纹(Fingerprint)采集，用来建立环境中的讯号强度资料库，使接收RF讯号范围能覆盖整个室内定位感测环境中，以及将追踪物，例如智能手机，的讯号强度与资料库进行比对，借此推算出追踪物/手机的位置，但是此讯号采集方法是相当耗时。另外，采集RF讯号指纹通常还需要到每个wifi接入点或信标(例如BLEbeacon)或是到一些指定的定点的位置做讯号指纹采集动作，或是必须到定位空间的每个墙面做采集，或是延着墙面做走动采集，或需要将手机碰到到墙面或无线接入点wifiAP或BLE信标等定点做采集动作。另外有时还需要其他人保持静态，有时还需要在每件房间内的4至5个定点做采集，所以一般RF讯号指纹的采集需要花费大量时间才能完成。低功耗的蓝牙低功耗(Bluetoothlowenergy)也称为BLE信标或BLEbeacon。另外有些采集RF讯号指纹的作法是需要利用网络联机，借着辅助服务器负责下载相关重要的讯息提供使用者用手机做即时室内定位体验，但是以上RF讯号指纹采集方法的缺点是所耗费的时间较长，并且其定位可靠性也必须依赖网络连线品质而决定。以上采集RF讯号指纹的技术虽然可以利用现有的无线区域网设备，但在一些比较小型的手机上面是比较难达成的，且容易受到其他通讯设备的干扰及无法提供高准确度。另外，为了建立准确及完善的RF讯号强弱图与定位弱点图，使用者有时必须要做多次重复的RF讯号采集动作，又是要花费额外时间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单独使用手机及下载的定位系统App提供RF讯号指纹采集的方法，其用于提供立即定位体验的室内定位，能够有效地满足快速采集RF(WI-FI/BLE)等讯号讯号指纹供给室内定位相关应用开发与体验的需要及解决上述问题。为了达到上述目的，本专利技术采用的一种技术方案是：一种室内定位方法，包括下列步骤：步骤(a)、下载或安装一种室内定位系统App于手机内；步骤(b)、用户在定位系统App的定位地图中设定布建路径；步骤(c)、使用者以稳定步伐定速走动的方式通过手机App，行走定位地图的布建路径来同时进行RF(wifi或BLE信标)讯号及磁场讯号指纹(Fingerprint)采集；步骤(d)、利用定位系统App中的定位引擎及一种无限冲激响应(infiniteimpulseresponse/IIR)滤波器来稳定WiFi与BLE讯号，用于平缓快速采集走动时的接收讯号强度(RSSI)瞬间巨量变化；步骤(e)、讯号指纹采集完成后直接使用手机内的室内定位系统App内的定位引擎计算即可立即开始做室内定位体验，完全在整个从定位讯号指纹采集至开始室内定位体验的过程皆不需要进行网络联机；步骤(f)、直接于手机上马上计算并取得RF讯号强弱图与定位弱点图，用来立即评估现场定位讯号质量状况。进一步地，所述步骤步骤(c)-(d)中，借由采集定位空间现场因电力线受干扰的磁场讯号进而校准手机磁场，使手机的磁北方位保持正确。进一步地，所述步骤步骤(c)-(d)中，采用本专利技术的的讯号指纹采集及布建方式可达到15分钟一千平方米定位采集面积(0.9秒/平方米)的采集速度。进一步地，所述步骤步骤(c)-(d)中，借由本专利技术的的讯号指纹采集及布建方式所采集的RF讯号及磁场讯号指纹资料以及定位空间的室内地图的资料可直接存在手机内，而不需存在外部服务器。进一步地，除了所述步骤(a)-(f)以外，定位空间场域所采集讯号指纹可上传至云端服务器，所有使用者可通过该云端服务器下载此采集讯号后直接可在该定位空间场域进行定位，即不需要再进行额外讯号指纹采集。进一步地，所述步骤(c)-(d)具体包括：布建时通过路径布建耗费时间与在地图上的起终点的长度对应，自动调整正确的地图比例尺。进一步地，所述步骤(b)具体包括：使用者在地图上可点拉起终点，当单条路径录制完毕后，地图上的(新)路径起点自动跑至(上一条已完成)路径终点。方便用户从上一条路径结束点作为起点开始布建。进一步地，所述步骤(f)中，定位采集后可直接于该手机上计算并取得wifi/BLE讯号强弱图与定位弱点图，方便给用户评估现场定位讯号状况。该讯号强弱图与定位弱点图系根据采集各地点之讯号分析计算之。进一步地，所述步骤(a)-(f)中，本专利技术的定位系统App的地图显示接口所提供地图讯息包括室内地图及电磁地图等。进一步地，所述步骤(a)-(f)中，本专利技术并不局限于手机而已，也就是说，定位系统App可以下载及使用于其他无线电子装置，如平板电脑等。进一步地，所述步骤(a)-(f)中，本专利技术并不局限于室内定位而已，也就是说，定位系统App也可使用于室外/室内混合的定位导航或其他任何定位空间定位导航等。进一步地，所述步骤(a)-(f)可具体实现在帆船科技公司的布道狗BuildNGOandroidApp及苹果公司的iosApp等。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案提供另一具体实施的室内定位方法，包括下列步骤：步骤1、使用者开启App及登入账号。步骤2、选择并载入地图定位专案(需连网)。步骤3、决定是否开始进行布建模式(buildmode)或是体验模式(gomode)。步骤4、如果选择布建模式，设定采集起始点与采集终止点。步骤5、使用者以定速行走方式从采集起始点前往采集终止点走一遍。步骤6、走到采集终止点后按下停止键，完成一条路径。然后可继续重复上述部骤来布建下一段布路径，直到完成所有走道布建。步骤7、取得及观看讯号强弱图与定位弱点图分析决定是否需要增设wifi/BLE装置。步骤8、如果选择体验模式，将切换至体验模式地图显示接口。步骤9、打开已采集讯号的项目及启动定位引擎。手机同时侦测使用者的步伐(使用g-sensor)与手持方向(使用compass与磁场采集讯号)，并与WiFi/BLE所计算出的位置进行感测融合(sensorfusion)。用感测融合推算用户位置。步骤10、将用户位置呈现于手机屏幕的地图上，让用户得知目前所在位置。进一步地，除了所述步骤1-10以外，定位空间场域所采集讯号指纹可上传至云端服务器，所有使用者可通过该云端服务器下载此采集讯号后直接可在该定位空间场域进行定位，即不需要再进行额外讯号指纹采集。进一步地，所述步骤4-6具体包括：布建时通过路径布建耗费时间与在地图上的起终点的长度对应，自动调整正确的地图比例尺。进一步地，所述步骤4-6具体包括：使用者在地图上可点拉起终点，当单条录制完毕后，地图上的起点自动跑至终点。方便使用者从上一条结束点作为起点开始布建。进一步地，所述步骤7中，定位采集后可直接于该手机上计算并取得wifi/BLE讯号强弱图与定位弱点图，方便给用户评估现场定位讯号状况。该讯号强弱图与定位弱点图系根据采集各地点之讯号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内定位方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一、使用者开启一种室内定位App及登入账号；步骤二、选择并载入地图定位项目，包括定位地图，该地图是向量地图或地图相片；步骤三、决定是否开始进行布建模式或体验模式的操作模式；步骤四、当选择布建模式为操作模式，则设定采集起始点与采集终止点及按下录制按钮启动讯号指纹的采集录制。步骤五、以定速行走方式沿着布建路径从采集起始点前往采集终止点走一遍。步骤六、走到采集终止点后按下停止键，完成一段布建路径。步骤七、取得及观看讯号强弱图与定位弱点图分析，而决定定位弱点区是否需要增设wifi/BLE装置；步骤八、当选择体验模式为操作模式，则切换至室内定位App内的体验模式的地图显示接口；步骤九、打开已采集讯号的项目及启动室内定位App内的定位引擎，侦测用户的步伐与手机的手持方向，并与WiFi/BLE所计算出的位置进行感测融合推算出用户的目前位置；步骤十、将用户目前位置呈现于手机屏幕的地图上。

【技术特征摘要】
1.一种室内定位方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一、安装一种室内定位系统App于手机内；步骤二、用户在定位系统App的定位地图中设定布建路径；步骤三、使用者以稳定步伐定速走动方式通过手机内的室内定位系统App，行走定位地图的布建路径来同时进行RF讯号及磁场讯号指纹采集，其RF讯号包含WiFi与BLE讯号；步骤四、利用定位系统App中的定位引擎及一种无限冲激响应滤波器来稳定WiFi与BLE讯号，用于平缓快速采集走动时的接收讯号强度瞬间巨量变化；无限冲激响应(IIR)稳定WiFi与BLE讯号的方法，包括下列步骤：步骤S800、读取当前Wifi接入点或BLEBeacon的RSSI讯号；步骤S810、通过无限冲激响应(IIR)滤波器进行讯号稳定，输出的RSSI结果为前一个RSSI输出讯号与当前RSSI讯号分别与对应的权重变量乘积相加，t为当前数据，t+1为后一个数据，t-1为前一个数据，权重变量k为0.5～0.98，RSSI公式为：RSSIt+1＝(1-k)*RSSIt+k*RSSIt-1步骤S820、滤波过后的RSSI讯号，供给布建或体验使用；步骤五、讯号指纹采集完成后直接使用手机内的室内定位系统App内的定位引擎计算即可立即开始做室内定位体验，完全在整个从步骤一至步骤五的过程皆不需要进行网络联机；步骤六、直接于手机上马上计算并取得RF讯号强弱图与定位弱点图，用来立即评估现场定位讯号质量状况。2.一种改良的RF讯号指纹采集及布建方法，其特征在于，包括下列步骤：利用手机内室内定位系统App，用平缓走动方法延...

【专利技术属性】
技术研发人员：金廷岳，
申请(专利权)人：金廷岳，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71