一种基于轨迹纠正和指纹改进的室内定位地图构建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于轨迹纠正和指纹改进的室内定位地图构建方法，包括：将目标区域划分为若干个面积相近且互不重叠的栅格，利用收集到的行人轨迹样本的Wi‑Fi和传感器信息，构建室内定位地图。首先利用一条原始轨迹信息建立室内定位地图，地图中每一个栅格存在一个支撑集‑栅格结构，除了RSS等数据之外，该结构还包含描述支撑集数据放置置信程度的适配度和指纹AP可靠程度的拟合度。对于剩余的轨迹，利用可选择滤波方案，借助所构建的地图对轨迹进行指纹定位，结合原始轨迹信息，可得到纠正后的轨迹并用于地图的改进。本发明专利技术在得到一个具有合理定位精度的室内定位地图的同时，实现了轨迹的纠正，使轨迹更贴近于实际轨迹的效果。

An indoor location map building method based on trajectory correction and fingerprint improvement

The invention discloses an indoor positioning map construction method based on trajectory correction and fingerprint improvement, which comprises dividing the target area into several similar and non-overlapping grids, and constructing an indoor positioning map by utilizing the collected Wi_Fi and sensor information of pedestrian trajectory samples. Firstly, an indoor location map is built by using a primitive trajectory information. Each grid in the map has a support set grid structure. Besides RSS and other data, the structure also includes the fitness of describing the confidence level of the support set data and the fitting degree of fingerprint AP reliability. For the remaining trajectory, the trajectory can be located with the help of the selected filtering scheme, and the corrected trajectory can be obtained by combining the original trajectory information and used for map improvement. The invention obtains an indoor positioning map with reasonable positioning accuracy, realizes the correction of the trajectory, and makes the trajectory closer to the actual trajectory.

【技术实现步骤摘要】
一种基于轨迹纠正和指纹改进的室内定位地图构建方法
本专利技术属于通信与无线网络领域，更具体地，涉及一种基于轨迹纠正和指纹改进的室内定位地图构建方法。
技术介绍
随着移动设备以及移动网络的迅速普及，室内定位在许多工业与商业应用中(如室内导航、室内轨迹追踪、基于位置的广告信息推送等)扮演着越来越重要的地位。然而在室内环境中，由于不满足视距传输条件，全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)的定位性能大大降低，GPS信号在室内环境中急剧衰减。出于这个原因，在近二十多年来，一批基于射频识别、蓝牙、超声波和Wi-Fi等的室内定位技术相继被提出。在这些方法中，基于Wi-Fi的室内定位方法由于其不需要安装额外的设备这一特点，受到了广泛的关注并逐渐成为了一种主流的方法。基于Wi-Fi的室内定位技术主要包括两个阶段：离线训练阶段和在线定位阶段。在离线训练阶段中，专业人员手持设备在室内事先确定好的一些参考点上采集Wi-Fi指纹信息，构建室内无线电地图(即指纹数据库)；在线定位阶段，得到一个用户的测试指纹之后，根据已有的室内无线电地图，确定用户所在位置。指纹数据库的离线训练阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于轨迹纠正和指纹改进的室内定位地图构建方法，其特征在于，包括：(1)将目标区域划分为若干个互不重叠的栅格，其中，各栅格之间的面积大小的差值在预设范围内；(2)通过获取行人轨迹中的Wi‑Fi信息和惯性传感器信息，得到初始行人航位推算PDR轨迹，其中，初始PDR轨迹中的每一个步点上携带Wi‑Fi的接收信号强度RSS信息；(3)将一条初始PDR轨迹中所有步点的RSS信息以初始适配度放入相应的栅格支撑集结构中，并计算出栅格指纹以及相应的适配度，得到初始室内定位无线电地图；(4)基于初始室内定位无线电地图和下一条初始PDR轨迹中步点的RSS信息对下一条初始PDR轨迹的每个步点进行指纹定位，融合...

【技术特征摘要】
1.一种基于轨迹纠正和指纹改进的室内定位地图构建方法，其特征在于，包括：(1)将目标区域划分为若干个互不重叠的栅格，其中，各栅格之间的面积大小的差值在预设范围内；(2)通过获取行人轨迹中的Wi-Fi信息和惯性传感器信息，得到初始行人航位推算PDR轨迹，其中，初始PDR轨迹中的每一个步点上携带Wi-Fi的接收信号强度RSS信息；(3)将一条初始PDR轨迹中所有步点的RSS信息以初始适配度放入相应的栅格支撑集结构中，并计算出栅格指纹以及相应的适配度，得到初始室内定位无线电地图；(4)基于初始室内定位无线电地图和下一条初始PDR轨迹中步点的RSS信息对下一条初始PDR轨迹的每个步点进行指纹定位，融合下一条初始PDR轨迹中步点的指纹定位位置与下一条初始PDR轨迹中对应步点的位置坐标，得到纠正后的步点位置，完成下一条初始PDR轨迹的纠正；(5)将纠正后的下一条初始PDR轨迹中所有步点的RSS信息以相应的适配度放入到对应的栅格支撑集中，充实和增加支撑集数据，重新计算栅格指纹和拟合度，完成初始室内定位无线电地图的改进与修正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)包括：(2.1)获取沿着预设的若干条路径移动过程中的移动设备的Wi-Fi信号强度与惯性传感器数据的采样值，其中，每条轨迹样本中包括Wi-Fi的信号强度序列和惯性传感器数据序列；(2.2)通过对各条轨迹样本所获得的加速度信息进行噪声滤除和峰值检测，得到各条轨迹中每一步所对应的时间点序列；(2.3)对应于每条轨迹的时间点序列，获得新的信号强度序列和方向序列，并根据各条轨迹样本的加速度信息分别得到各条轨迹样本对应的步长序列；(2.4)由各条轨迹的时间点序列、方向序列以及各条轨迹样本对应的步长序列分别得到各条轨迹样本的位置序列，以形成各条轨迹样本的初始PDR轨迹，且对应到新的信号强度序列上，各条初始PDR轨迹上每一个步点对应携带着该步点对应位置的Wi-Fi的信号强度RSS信息，其中，位置序列中的每一个元素代表轨迹中对应步点的位置坐标。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)包括：(3.1)对于选取的目标初始PDR轨迹上的任意一个步点，结合其对应的位置坐标，找到与该步点位置坐标在物理空间上最近的目标栅格，则该步点所对应的RSS信息对应的待放置栅格为目标栅格以及围绕着目标栅格的相邻栅格，进而将目标初始PDR轨迹上的每一个步点的RSS信息放置到对应的栅格中；(3.2)由得到各栅格对应的支撑集，其中，M'表示支撑集中总共所包含的AP个数，N'表示支撑集中放入的RSS信息的个数，sij表示第j个RSS数据中接收到第i个无线信号接入点APi的信号强度值，nan表示第j个RSS数据中没有接收到第i个无线信号接入点的信号，αj表示第j个RSS数据放入当前栅格支撑集的置信水平；(3.3)对每一个支撑集不为空的栅格求栅格指纹由所有支撑集非空栅格的栅格指纹形成初始室内定位无线电地图，其中，ri为该栅格所包含的所有AP中任意APi对应的指纹RSS大小，βi为拟合度，其表示APi在该栅格所包含的所有AP中，进行指纹对比时的重要程度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3.3)包括：对于APi支撑集中的每一个数据(sij,αj),j∈1,2,...,Qi，Qi为APi支撑集中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王邦，李文松，叶炎珍，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42