一种基于室内虚拟地标的定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于无线室内定位领域，提供了一种基于室内虚拟地标的定位方法及装置，方法包括：利用移动终端采集用户的加速度数据、移动方向数据以及所在位置的无线信号接收强度RSS值，将无线信号接收强度RSS值作为位置的RSS指纹；根据采集的用户的加速度数据和RSS指纹，识别用户进入或者离开室内虚拟地标的行为；以室内虚拟地标的位置为参考点，获取移动距离和移动方向，建立和更新定位指纹库；根据实时采集的用户指纹以及定位指纹库中的指纹，实时定位用户，生成室内定位结果，并根据对用户进入或者离开室内虚拟地标的行为的识别，修正室内定位结果。本发明专利技术既可以提高用户定位的精度，也可以在节约了设备成本的情况下，直接利用移动终端进行室内定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线室内定位领域，尤其涉及一种基于室内虚拟地标的定位方法及装置。
技术介绍
随着移动互联时代的到来，出现了众多基于用户地理位置信息的应用服务，其中包括室内导航、社交、商业信息推广以及公共安全应急响应等等。由于现今人们主要的活动范围处于室内，同时移动终端的通信以及数据连接也主要在室内进行，因此如何利用移动终端进行室内定位受到广泛关注。目前，几乎所有的定位技术都需要一定的基础设施支持，例如全球定位系统(GPS)、Wi-Fi无线网络等等。这些技术各有优缺点，在使用场景、实现成本和定位精度上都有所限制。目前，在室内定位方法中，有三种实现的技术，详述如下：第一种技术：GPS技术此方案主要利用卫星定位手机在地球上的经纬度和高度。某些技术在此基础上，利用感知外部特定地理环境，来提高定位精度。该类方法在室外环境的定位精度一般在5米之内。(2)RFID技术第二种技术：RFID技术基于RFID技术的定位方法主要利用读卡器和标签。当两者之间距离较近时，读卡器可以读取到标签，如果这两者中有任何一方的位置已知，那么当读卡器读取到标签时，就能确定出另一方位置。通常分为两种方式：1、标签固定，读卡器移动。首先在室内环境内的不同位置要事先部署大量标签，用户随身携带便携式的读卡器，由于标签的位置已知，所以当用户读取到标签时，标签的位置就是用户当前的位置。2、读卡器固定，标签移动。与上一种方法相反，用户手机上贴有标签，而室内环境内部署了大量读卡器，一旦读卡器读到用户的标签，那么用户的位置就在该读卡器的位置，从而实现定位。由于一般用户的移动终端不具备读卡器的功能，所以此类方法需要在用户手机上贴上标签，在室内环境内部署大量读卡器。第三种技术：Wi-Fi技术此类方法利用移动终端采集到的Wi-Fi信号来实现定位。在室内的每一个地理位置上采集到的Wi-Fi信号强度都各不相同，如果系统事先在定位区域内采集每一个位置的Wi-Fi信号强度，形成Wi-Fi信号强度和物理位置的对应关系，存储在数据库中。当用户请求定位时，只需要利用移动终端采集并上报当前位置的Wi-Fi信号强度，系统通过与数据库进行匹配计算，找到最匹配的，就将此Wi-Fi信号所对应的物理位置确定为用户的当前位置。然而，现有的室内定位方法，其存在三个方面的主要缺点，详述如下：第一方面：GPS技术-室内定位误差大。其原因如下：此类技术主要用于室外环境。由于在室内会受到较多干扰，一般只能搜索到少量的卫星，因此利用GPS技术进行室内定位会出现较大的误差。误差一般在20米以上，基本不能满足室内定位的要求。第二方面：RFID技术-不可以直接应用于移动终端且成本大其原因如下：此类技术虽然基于RFID技术的定位方法能够实现较高的定位精度，但是由于读卡器成本较高，所以在室内范围内部署一定密度的读卡器开销较大，需要花费较长的时间，而且可扩展性较差。此技术不能直接利用移动终端进行室内定位。第三方面：Wi-Fi技术-始终存在3至5米或更大的室内定位误差其原因如下：此类技术的缺点是需要事先进行一个数据采集的过程，在定位区域内采集每个地理位置的Wi-Fi信号强度，并存储到数据库中。而且由于无线信号传播和室内环境的不稳定性，同一地点在不同时间采集到的Wi-Fi信号强度会发生变化，所以数据采集工作需要反复多次，因此需要消耗大量的人力和时间。虽然已有研究实现采集数据过程的自动化，但是采集到的数据仍然不够准确，最终定位仍有2到5米或更远距离的定位误差。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于室内虚拟地标的定位方法，旨在解决现有室内定位方法，室内定位的误差大、定位成本高且不能直接利用移动终端进行室内定位的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种基于室内虚拟地标的定位方法，包括：利用移动终端采集用户的加速度数据、移动方向数据以及所在位置的无线信号接收强度RSS值，将所述无线信号接收强度RSS值作为所述位置的RSS指纹；根据采集的用户的加速度数据和所述RSS指纹，识别所述用户进入或者离开室内虚拟地标的行为；以所述室内虚拟地标的位置为参考点，获取移动距离和移动方向，并根据获取到的移动距离、移动方向以及所述位置的RSS指纹，建立和更新定位指纹库；根据实时采集的用户指纹以及所述定位指纹库中的指纹，实时定位所述用户，生成室内定位结果，并根据对所述用户进入或者离开室内虚拟地标的行为的识别，修正所述室内定位结果。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种基于室内虚拟地标的定位装置，包括：采集模块，用于利用移动终端采集用户的加速度数据、移动方向数据以及所在位置的无线信号接收强度RSS值，将所述无线信号接收强度RSS值作为所述位置的RSS指纹；识别模块，用于根据采集的用户的加速度数据和所述RSS指纹，识别所述用户进入或者离开室内虚拟地标的行为；定位指纹库建立模块，用于以所述室内虚拟地标的位置为参考点，获取移动距离和移动方向，并根据获取到的移动距离、移动方向以及所述位置的RSS指纹，建立和更新定位指纹库；室内定位结果修正模块，用于根据实时采集的用户指纹以及所述定位指纹库中的指纹，实时定位所述用户，生成室内定位结果，并根据对所述用户进入或者离开室内虚拟地标的行为的识别，修正所述室内定位结果。在本专利技术实施例中，由于利用虚拟地标自动识别，在完全后台和自动化的方式下，建立并更新更加精确的室内定位指纹库，能对定位结果进行修正，提高了对携带移动终端的用户定位的精度，因此解决了室内定位的误差大、定位成本高且不能直接利用移动终端进行室内定位的问题，因此既可以提高用户定位的精度，也可以在节约了设备成本的情况下，直接利用移动终端进行室内定位。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种基于室内虚拟地标的定位方法的实现流程图；图2是定位区域内有n个无线网络接入点的较佳样例图；图3a是本专利技术实施例提供的用户乘坐垂直电梯上行时加速度变化特征的较佳示意图；图3b是本专利技术实施例提供的用户乘坐垂直电梯下行时加速度变化特征的较佳示意图。图4是本专利技术实施例中用户乘坐扶手电梯时加速度变化特征的较佳示意图；图5是本专利技术实施例提供的基于室内虚拟地标的定位方法步骤S103的实现流程图；图6是本专利技术实施例中用户行走的加速度变化特征示意图；图7是本专利技术实施例提供的基于室内虚拟地标的定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于室内虚拟地标的定位方法，其特征在于，包括：利用移动终端采集用户的加速度数据、移动方向数据以及所在位置的无线信号接收强度RSS值，将所述无线信号接收强度RSS值作为所述位置的RSS指纹；根据采集的用户的加速度数据和所述RSS指纹，识别所述用户进入或者离开室内虚拟地标的行为；以所述室内虚拟地标的位置为参考点，获取移动距离和移动方向，并根据获取到的移动距离、移动方向以及所述位置的RSS指纹，建立和更新定位指纹库；根据实时采集的用户指纹以及所述定位指纹库中的指纹，实时定位所述用户，生成室内定位结果，并根据对所述用户进入或者离开室内虚拟地标的行为的识别，修正所述室内定位结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于室内虚拟地标的定位方法，其特征在于，包括：
利用移动终端采集用户的加速度数据、移动方向数据以及所在位置的无线
信号接收强度RSS值，将所述无线信号接收强度RSS值作为所述位置的RSS指
纹；
根据采集的用户的加速度数据和所述RSS指纹，识别所述用户进入或者离
开室内虚拟地标的行为；
以所述室内虚拟地标的位置为参考点，获取移动距离和移动方向，并根据
获取到的移动距离、移动方向以及所述位置的RSS指纹，建立和更新定位指纹
库；
根据实时采集的用户指纹以及所述定位指纹库中的指纹，实时定位所述用
户，生成室内定位结果，并根据对所述用户进入或者离开室内虚拟地标的行为
的识别，修正所述室内定位结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述室内虚拟地标包括垂直
电梯和扶手电梯。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述室内虚拟地标包括垂
直电梯和扶手电梯时，所述根据采集的用户的加速度数据和所述RSS指纹，识
别所述用户进入或者离开室内虚拟地标的行为，具体为：
根据采集的用户的加速度数据和所述RSS指纹，识别用户乘坐垂直电梯的
行为；或者，
根据采集的用户的加速度数据和所述RSS指纹，识别用户乘坐扶手电梯的
行为。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述室内虚拟地标的
位置为参考点，获取移动距离和移动方向，并根据获取到的移动距离、移动方
向以及所述位置的RSS指纹，建立和更新定位指纹库，具体为：
根据采集到的用户的加速度数据，计算行走步数，根据所述行走步数和预
设的步长，计算用户的移动距离；
根据采集的用户的移动方向数据，确定用户的移动方向；
以所述室内虚拟地标的位置为参考点，根据用户的移动距离、移动方向，
确定每一时刻采集的RSS指纹对应于实际的物理位置；
对每一个物理位置采集的多条RSS指纹，选取距离当前时刻最近的不超过
预设数量的RSS指纹，用于建立和更新定位指纹库。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述室内虚拟地标包
括垂直电梯和扶手电梯时，所述根据实时采集的用户指纹以及所述定位指纹库
中的指纹，实时定位所述用户，生成室内定位结果，并根据对所述用户进入或
者离开室内虚拟地标的行为的识别，修正所述室内定位结果，具体为：
将实时采集的用户的指纹与所述定位指纹库中的指纹进行比较，找到优选
的指纹；
根据所述优选的指纹，实时定位所述用户，生成室内定位结果；
根据对用户乘坐垂直电梯的行为的识别，修正所述室内定位结果；或者，
根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭喆，肖斌，
申请(专利权)人：香港理工大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44