一种基于无线热点的可离线定位方法技术

本发明专利技术提供一种基于无线热点的可离线定位方法，包括：扫描设备周围的无线热点并获得热点参数，基于所述热点参数至少获取热点位置及定位信号强度；若设备周围的无线热点数目为1，则输出所述热点位置为所述设备位置；若设备周围的无线热点数目为2，则将所述设备位置映射至两无线热点对应位置之间的连线上，并将映射位置作为所述设备位置；若设备周围的无线热点数目大于或等于3，则将所述设备位置分别映射至两两无线热点对应位置之间的连线上，并将对应映射位置的质心作为所述设备位置。本发明专利技术能够实现用户侧快速定位。

Offline positioning method based on wireless hot spot

The present invention provides an off-line positioning method based on wireless hotspots include: wireless hotspot scanning equipment around and get the parameters of the hot, hot parameters based on at least get a hot spot location and positioning signal strength; if the number of wireless hotspot devices around 1, the output of the hot spot for the location of equipment; if the number of wireless hotspot devices around 2, will be between the corresponding location of the equipment location mapping to two wireless connection, and the mapping position as the location of the device; if the number of wireless hotspots around Yu Huo equipment is equal to 3, will be between the location of the device are mapped to 22 corresponding wireless hotspots the location of the line, and the corresponding centroid mapping position as the location of the equipment. The invention can realize quick positioning of user side.

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线热点的可离线定位方法
本专利技术涉及计算机
，特别涉及一种基于无线热点的可离线定位方法。
技术介绍
提起定位导航，最著名的当属美国的GPS全球定位系统，中国也推出了自己的北斗导航系统。但是，卫星定位信号无法穿透建筑物，只能用于室外环境，一到室内，由于信号衰减太快，卫星定位就无法使用。近年来，为了解决室外定位导航“最后一公里”的问题，科技巨头和研究机构在室内定位
开展大量的研究，如基于移动通信网络的辅助GPS(A-GPS)、伪卫星(Pseudolite)、无线局域网(WLAN)、射频标签(RFID)、Zigbee、蓝牙(Bluetooth)、超宽带无线电(UWB)、地磁、其他卫星或地面数字通信及广播信号、红外定位、光跟踪定位、计算机视觉定位、超声波定位等。Wi-Fi定位由于Wi-Fi网络的普及，变得非常流行。传统的Wi-Fi定位产品主要应用在专业行业领域(矿井、监狱、医院、石油石化等)。一些Wi-Fi网络设备厂商如Cisco、Motorola等公司也有自己的Wi-Fi定位产品，并随着其Wi-Fi网络设备的推广，已经有很多应用。随着市场(特别是大众消费相关行业)对室内定位需求的增加，Google把Wi-Fi室内定位和室内地图引入Google地图，已经覆盖北美和欧洲许多大型场馆，近期也涌现出一批Wi-Fi定位很有特色的公司，如Wifislam、Meridian、智慧图等公司。百度、高德、四维等公司也在研发Wi-Fi室内定位产品。WiFi定位技术的定位精度仅到米级(1～10米)，定位精度的提高会带来成本的提高。目前室内定位需求大部分为客流统计分析(常用在商场)、实时导航(停车场找车)、基于地理围栏的广告推送，安全监控(火车站甚至矿井)等。米级的室内定位精度已经能够满足绝大部分市场的需求，因为在室内，米级的定位精度意味着抬头就能看见。WiFi定位分为用户侧和网络侧两种方式，用户侧通过运行在手机上的定位APP，读取WiFi所扫描到的周边的各种SSID的诸如场强，信噪比，时序等诸多特征数据，去和APP开发者预先在室内各个特征地理位置采集到的周边各种SSID的上述数据进行比对，用来近似推测终端所处的位置。网络侧的作法正好相反，利用具有定位功能的Sensor和后端平台，每个Sensor都在主动探测那些WiFi终端所发射的各种特征数据，以三点定位作为基础逻辑，通过后端平台的计算得出这些终端和Sensor的相对位置。目前WiFi用户侧定位的算法主要有基于位置指纹的方法和基于无线信号模型(或三角形定位)的方法。存在诸多劣势：(1)基于位置指纹的方法首先需要前期的数据采集，不仅采集的样本多、工作量大，而且一旦环境发生变化，指纹可能就会失效。(2)基于无线信号模型(三角形定位)的方法，需要建立复杂的WiFi无线信号传输模型，而且需要确保能够收到3个无线热点(以下也简称AP，AccessPoint)信号。(3)虽然WiFi信号采集在用户侧，但是定位计算在服务端进行，不仅加重服务器负担，而且增加网络开销。
技术实现思路
本专利技术技术方案解决的技术问题为：如何提供一种定位准确、处理效率快，且对设备无加载负担的用户侧定位。为了解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供了一种基于无线热点的可离线定位方法，包括：扫描设备周围的无线热点并获得热点参数，基于所述热点参数至少获取热点位置及定位信号强度；若设备周围的无线热点数目为1，则输出所述热点位置为所述设备位置；若设备周围的无线热点数目为2，则将所述设备位置映射至两无线热点对应位置之间的连线上，并将映射位置作为所述设备位置；若设备周围的无线热点数目大于或等于3，则将所述设备位置分别映射至两两无线热点对应位置之间的连线上，并将对应映射位置的质心作为所述设备位置。可选的，所述扫描设备周围的无线热点并获得热点参数包括：使用设备WIFI扫描功能扫描区域内所有无线热点参数。可选的，所述热点参数包括：SSID；BSSID；以及，Level。可选的，所述扫描周期为10ms～1000ms。可选的，所述热点参数至少包括：原始信号强度，所述定位方法还包括：对所述原始信号强度依次进行第一限幅处理、幅度处理以得到预处理信号强度；基于卡尔曼滤波对所述预处理信号强度进行第一平滑处理，以得到滤波后的信号强度；对所述滤波后的信号强度再次进行第一均值处理、所述第二限幅处理、第二平滑处理及第二均值处理以获得所述定位信号强度。可选的，所述基于卡尔曼滤波对所述预处理信号强度进行第一平滑处理包括：引入线性随机微分方程来描述系统，所述线性随机微分方程为：X(k)＝AX(k-1)+BU(k)+W(k)；获取系统测量方程，所述测量方程为：Z(k)＝HX(k)+V(k)；其中，X(k)是k时刻的系统状态函数，U(k)是k时刻对系统的控制量函数，A和B是系统参数，Z(k)是k时刻的测量值函数，H是测量系统的参数，W(k)和V(k)分别表示过程噪声及测量噪声；利用所述线性随机微分方程与测量方程测算k时刻中信号强度的预测结果及测量值，得到k时刻的最优化估算结果以输出所述滤波后的信号强度。可选的，所述k时刻的最优化估算结果为：X(k|k)＝X(k|k-1)+Kg(k)(Z(k)-HX(k|k-1))；其中，Kg为卡尔曼增益，有：Kg(k)＝P(k|k-1)H’/(HP(k|k-1)H’+R)；P(k|k)为对应于X(k|k-1)的Covariance，P(k|k)＝(I-Kg(k)H)P(k|k-1)，I为1的矩阵，对于单模型单测量，I＝1。可选的，所述第一、第二限幅处理包括在周期内限定信号强度变化范围，第二限幅处理的限定范围严于第一限幅处理的限定范围。可选的，所述第一均值处理包括：将第一处理周期内的若干数据进行平均值运算以得到所述第一处理周期中的平均值；所述第二均值处理的第二处理周期为所述第一均值处理的处理周期的M倍，所述第二均值处理包括：将所述第二处理周期中的M个所述第一处理周期平均值再取平均值，M为大于1的自然数。可选的，设所述设备位置为p(x，y)，第n个无线热点的热点位置为pn(x，y)，信号强度为Sn，n为大于或等于1的自然数，有：若n等于1：p.x＝p1.x，p.y＝p1.y；若n等于2：若n等于3：若n大于3：本专利技术技术方案的有益效果至少包括：有的用户侧室内定位方法或者需要采集大量指纹信息作为参考，或者需要将定位计算提交至服务器，增加服务器及网络压力。B本专利技术技术方案通过在终端完成定位计算，并提供高效而实时的定位算法和定位策略，可以真正实现用户侧定位。本专利技术技术方案可实现基于无线热点扫描的离线定位方法，用户可通过地图及AP数据预加载、AP信号强度数据采集、AP信号强度数据预处理、数据平滑滤波、数据二次处理和滤波、多点定位策略。所述地图及AP数据预加载，包括手动下载离线包和室外至室内切换自动提醒下载室内地图包的方式，是终端离线定位的前提。所述AP信号强度数据采集，利用终端扫描WiFi的功能实时扫描识别域内WiFi，并采集AP信号强度信息。所述AP信号强度数据预处理，针对终端采集的AP信号强度数据进行限幅等实时预处理以滤除噪声。所述数据平滑滤波，采用卡尔曼滤波的方式，使数据更为连续逼真。所述数据处理周期变频及数据二次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线热点的可离线定位方法，其特征在于，包括：扫描设备周围的无线热点并获得热点参数，基于所述热点参数至少获取热点位置及定位信号强度；若设备周围的无线热点数目为1，则输出所述热点位置为所述设备位置；若设备周围的无线热点数目为2，则将所述设备位置映射至两无线热点对应位置之间的连线上，并将映射位置作为所述设备位置；若设备周围的无线热点数目大于或等于3，则将所述设备位置分别映射至两两无线热点对应位置之间的连线上，并将对应映射位置的质心作为所述设备位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线热点的可离线定位方法，其特征在于，包括：扫描设备周围的无线热点并获得热点参数，基于所述热点参数至少获取热点位置及定位信号强度；若设备周围的无线热点数目为1，则输出所述热点位置为所述设备位置；若设备周围的无线热点数目为2，则将所述设备位置映射至两无线热点对应位置之间的连线上，并将映射位置作为所述设备位置；若设备周围的无线热点数目大于或等于3，则将所述设备位置分别映射至两两无线热点对应位置之间的连线上，并将对应映射位置的质心作为所述设备位置。2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述扫描设备周围的无线热点并获得热点参数包括：使用设备WIFI扫描功能扫描区域内所有无线热点参数。3.如权利要求1或2所述的定位方法，其特征在于，所述热点参数包括：SSID；BSSID；以及，Leve1。4.如权利要求1或2所述的定位方法，其特征在于，所述扫描周期为10ms～1000ms。5.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述热点参数至少包括：原始信号强度，所述定位方法还包括：对所述原始信号强度依次进行第一限幅处理、幅度处理以得到预处理信号强度；基于卡尔曼滤波对所述预处理信号强度进行第一平滑处理，以得到滤波后的信号强度；对所述滤波后的信号强度再次进行第一均值处理、第二限幅处理、第二平滑处理及第二均值处理以获得所述定位信号强度。6.如权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述基于卡尔曼滤波对所述预处理信号强度进行第一平滑处理包括：引入线性随机微分方程来描述系统，所述线性随机微分方程为：X(k)＝AX(k-1)+BU(k)+W(k)；获取系统测量方程，所述测量方程为：Z(k)＝HX(k)+V(k)；其中，X(k)是k时刻的系统状态函数，U(k)是k时刻对系统的控制量函数，A和B是系统参数，Z(k)是k时刻的测量值函数，H是测量系统的参数，W(k)和V(k)分别表示过程噪声及测量噪声；利用所述线性随机微分方程与测量方程测算k时刻中信号强度的预测结果及测量值，得到k时刻的最优化估算结果以输出所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洋，叶周，
申请(专利权)人：王洋，
类型：发明
国别省市：上海,31