一种室内指纹地图的构建方法及相关装置制造方法及图纸

本申请公开了一种室内指纹地图的构建方法，应用于服务器。本申请方法包括：获取多个楼层的每个楼层中的多个信号指纹，每个信号指纹包括位置信息和无线信号源的信号强度；基于无线信号传播模型，根据多个信号指纹确定每个无线信号源在每个楼层的投影位置；根据每个无线信号源在不同楼层的投影位置，对多个楼层的信号指纹的坐标系进行对齐，得到多个更新后的信号指纹；根据多个目标无线信号源在地理坐标系中的地理位置以及多个目标无线信号源在目标坐标系中的位置，更新多个更新后的信号指纹中的位置信息，得到多个二次更新后的信号指纹。基于本方案，能够提高信号指纹转换至地理坐标系的可靠性，保证基于信号指纹所构建的指纹地图的精度。图的精度。图的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种室内指纹地图的构建方法及相关装置


[0001]本申请涉及定位导航
，尤其涉及一种室内指纹地图的构建方法及相关装置。

技术介绍

[0002]目前，以卫星为基础的室外定位系统，例如北斗系统和全球定位系统(Global Positioning System，GPS)，能够覆盖大部分室外定位需求。但是，由于卫星信号无法穿透建筑外墙，因此室外定位系统无法有效地在室内实现定位。
[0003]现有的室内定位系统主要是依赖于室内部署的无线接入点(Access Point，AP)，例如WIFI设备或蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy，BLE)设备等设备。基于室内定位系统实现室内定位的过程如下：首先，在室内不同的位置预先采集大量的无线信号，构成包括多组信号指纹的信号指纹库，信号指纹库中的每组信号指纹包括了采集无线信号的位置以及无线信号的信号强度；然后，获取用户上报的信号指纹，将用户上报的信号指纹与信号指纹库内的信号指纹逐一进行比对，从而实现室内定位。
[0004]对于具有多个楼层的室内建筑而言，室内建筑内不同楼层的信号指纹是基于不同的坐标系得到的。因此，在实际应用中，往往需要将不同楼层的信号指纹转换为同一地理坐标系下的信号指纹。
[0005]然而，目前主要是基于室内建筑的电梯、楼梯或者出入口等地标来将不同楼层的信号指纹转换为同一地理坐标系下的信号指纹，信号指纹的转换可靠性较低，导致基于信号指纹所构建的室内指纹地图的精度较低。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种室内指纹地图的构建方法，能够提高信号指纹转换至地理坐标系的可靠性，保证基于信号指纹所构建的指纹地图的精度。
[0007]本申请第一方面提供一种室内指纹地图的构建方法，该方法应用于服务器中。该方法包括：服务器获取多个楼层的每个楼层中的多个信号指纹，所述多个信号指纹中的每个信号指纹包括位置信息和无线信号源的信号强度，所述多个楼层包括多个无线信号源。在服务器所获取到的同一个室内建筑内的信号指纹中，每一个楼层的信号指纹均包括有多个，且每一个楼层的信号指纹均是在该楼层的不同位置采集的。其中，每个信号指纹都包括位置信息和无线信号源的信号强度。其中，信号指纹中的位置信息是指采集无线信号的位置，无线信号源的信号强度则是采集到的无线信号源所发射的无线信号的信号强度。无线信号源例如可以为AP、移动通信基站或者蓝牙基站(例如iBeacon设备)。
[0008]服务器基于无线信号传播模型，根据所述多个信号指纹确定所述多个无线信号源中的每个无线信号源在每个楼层的投影位置。即，服务器可以获取每一个无线信号源在每个楼层中的信号强度，基于无线信号源在该楼层中的信号强度，服务器可以拟合得到无线信号源在该楼层中的中心位置，即无线信号源在该楼层中的投影位置。
[0009]服务器根据所述多个无线信号源中的每个无线信号源在不同楼层的投影位置，对所述多个楼层的信号指纹的坐标系进行对齐，以更新所述多个楼层的信号指纹中的位置信息，得到多个更新后的信号指纹，所述多个更新后的信号指纹中的位置信息均属于目标坐标系中的位置，所述目标坐标系为所述多个楼层的坐标系中的一个。由于不同楼层内的信号指纹的位置信息是基于不同的坐标系，因此在确定多组同一个无线信号源在不同楼层的投影位置时，即可确定不同楼层的坐标系之间位置对应的坐标点，基于这些坐标点可以实现坐标系的对齐。
[0010]服务器根据多个目标无线信号源在地理坐标系中的地理位置以及所述多个目标无线信号源在所述目标坐标系中的位置，更新所述多个更新后的信号指纹中的位置信息，得到多个二次更新后的信号指纹，所述多个目标无线信号源均为所述多个无线信号源中的无线信号源，所述多个二次更新后的信号指纹中的位置信息均属于所述地理坐标系中的位置，所述多个二次更新后的信号指纹用于构建室内指纹地图。
[0011]由于无线信号具有穿墙的特性，某一个楼层的无线信号源所发射的无线信号能够在多个楼层接收到。因此，本申请中基于无线信号的传播衰减特性，分别求取无线信号源在多个楼层中的投影位置，该无线信号源在多个楼层中的投影位置位于同一垂直线上。基于无线信号源在多个楼层中的投影位置，可以对多个楼层的信号指纹的坐标系进行对齐，实现将不同坐标系下的信号指纹统一到同一个坐标系下。最后，基于特定无线信号源在地理坐标系中的真实地理位置以及这些特定的无线信号源在统一后的坐标系中的位置，将多个楼层的信号指纹转换至地理坐标系下。
[0012]本方案中，通过求取无线信号源在不同楼层中的投影位置，来实现多个楼层的坐标系对齐，能够将多个楼层的信号指纹统一到一个坐标系下，坐标系的对齐精度高，信号指纹的转换可靠性高。并且，基于特定无线信号源在不同坐标系下的位置，来实现将信号指纹转换至地理坐标系下，能够有效提高信号指纹转换至地理坐标系的可靠性，保证基于信号指纹所构建的指纹地图的精度。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述基于无线信号传播模型，根据所述多个信号指纹确定所述多个无线信号源中的每个无线信号源在每个楼层的投影位置，包括：根据所述多个信号指纹，获取每个无线信号源在每个楼层的不同位置的信号强度；根据每个无线信号源在每个楼层的不同位置的信号强度，以及所述无线信号传播模型，确定每个无线信号源在每个楼层的投影位置。
[0014]其中，无线信号源在实际所处楼层的投影位置即为该无线信号源实际所处的位置。例如，假设无线信号源位于2楼，那么无线信号源在2楼的投影位置即为无线信号源在2楼中实际所处的位置。无线信号传播模型例如可以为对数距离路径损耗(Log
‑
normal Distance Path Loss，LDPL)模型、自由空间传播模型或对数
‑
常态分布模型等模型。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：获取位于所述多个楼层中的多个对象的名称，以及所述多个无线信号源的名称；对所述多个对象的名称和所述多个无线信号源的名称进行语义匹配，得到匹配的多个目标对象和所述多个目标无线信号源，所述多个目标对象和所述多个目标无线信号源一一对应。其中，所述多个楼层中的多个对象可以是指分布于所述多个楼层中的特定区域。例如，所述多个楼层中的对象可以为商场内的店铺、办公园区的办公空间、博物馆中特定的参观区域、医院中的科室等区域。
[0016]一般来说，在室内建筑建成的时候或者室内建筑内部分布有所变动的时候，相关人员通常会建立该室内建筑对应的室内地图，该室内地图可以标识室内建筑中的各个对象的信息，例如室内建筑内的对象的名称、地理位置以及联系电话等信息。因此，服务器可以通过获取该室内建筑的室内地图来获取多个楼层中的多个对象的名称。例如，在所述多个楼层为商场内的楼层时，服务器可以通过获取该商场的室内地图来获取所述多个楼层中的多个店铺的名称。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：获取所述多个目标对象在地理坐标系中的地理位置；将多个目标对象在地理坐标系中的地理位置作为所述多个目标无线信号源在地理坐标系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内指纹地图的构建方法，其特征在于，包括：获取多个楼层的每个楼层中的多个信号指纹，所述多个信号指纹中的每个信号指纹包括位置信息和无线信号源的信号强度，所述多个楼层包括多个无线信号源；基于无线信号传播模型，根据所述多个信号指纹确定所述多个无线信号源中的每个无线信号源在每个楼层的投影位置；根据所述多个无线信号源中的每个无线信号源在不同楼层的投影位置，对所述多个楼层的信号指纹的坐标系进行对齐，以更新所述多个楼层的信号指纹中的位置信息，得到多个更新后的信号指纹，所述多个更新后的信号指纹中的位置信息均属于目标坐标系中的位置，所述目标坐标系为所述多个楼层的坐标系中的一个；根据多个目标无线信号源在地理坐标系中的地理位置以及所述多个目标无线信号源在所述目标坐标系中的位置，更新所述多个更新后的信号指纹中的位置信息，得到多个二次更新后的信号指纹，所述多个目标无线信号源均为所述多个无线信号源中的无线信号源，所述多个二次更新后的信号指纹中的位置信息均属于所述地理坐标系中的位置，所述多个二次更新后的信号指纹用于构建室内指纹地图。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于无线信号传播模型，根据所述多个信号指纹确定所述多个无线信号源中的每个无线信号源在每个楼层的投影位置，包括：根据所述多个信号指纹，获取每个无线信号源在每个楼层的不同位置的信号强度；根据每个无线信号源在每个楼层的不同位置的信号强度，以及所述无线信号传播模型，确定每个无线信号源在每个楼层的投影位置。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取位于所述多个楼层中的多个对象的名称，以及所述多个无线信号源的名称；对所述多个对象的名称和所述多个无线信号源的名称进行语义匹配，得到匹配的多个目标对象和所述多个目标无线信号源，所述多个目标对象和所述多个目标无线信号源一一对应。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述多个目标对象在地理坐标系中的地理位置；将多个目标对象在地理坐标系中的地理位置作为所述多个目标无线信号源在地理坐标系中的地理位置。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个无线信号源中的每个无线信号源在不同楼层的投影位置，对所述多个楼层的信号指纹的坐标系进行对齐，包括：从所述多个楼层中选择基准楼层，所述基准楼层为所述多个楼层中具有最高的第一投影位置匹配数的楼层，所述第一投影位置匹配数为所述多个楼层中任意一个楼层中的投影位置与其他楼层的投影位置相匹配的数量，其中相匹配的两个投影位置为同一个无线信号源在不同楼层的投影位置；将所述基准楼层加入已对齐楼层集合中；从未对齐的楼层中依次选出候选楼层，并在将所述候选楼层的坐标系与所述基准楼层的坐标系进行对齐后，将所述候选楼层加入所述已对齐楼层集合，直至所有楼层均加入至所述已对齐楼层集合。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述从未对齐的楼层中依次选出候选楼层，包括：按照所述第一投影位置匹配数从高到低的顺序，从所述未对齐的楼层中依次选出候选楼层；或，按照第二投影位置匹配数从高到低的顺序，从所述未对齐的楼层中依次选出候选楼层，所述第二投影位置匹配数为所述未对齐的楼层中任意一个楼层中的投影位置与已对齐楼层集合中的投影位置相匹配的数量。7.根据权利要求1
‑
6任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于预设条件对所述多个无线信号源进行筛选，得到无线信号源集合，所述无线信号源集合包括多个筛选后的无线信号源；根据所述多个无线信号源中的每个无线信号源在不同楼层的投影位置，对所述多个楼层的信号指纹的坐标系进行对齐，包括：根据所述无线信号源集合中的每个无线信号源在不同楼层的投影位置，对所述多个楼层的信号指纹的坐标系进行对齐。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设条件为以下条件中的一个或多个：筛选后的无线信号源在对应的投影位置的信号强度位于第一预设范围内；筛选后的无线信号源的信号在对应的投影位置的第二预设范围内的覆盖率大于或等于第一预设阈值；筛选后的无线信号源的拟合残差小于第二预设阈值，所述拟合残差为通过所述无线信号传播模型确定投影位置时所得到的残差。9.根据权利要求1
‑
8任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述多个楼层中的道路区域，并对所述多个楼层中的道路区域栅格化，得到多个道路点，所述多个道路点用于表示所述道路区域；根据所述多个道路点，对多个二次更新后的信号指纹中的位置信息进行修正，得到多个修正后的信号指纹，所述多个修正后的信号指纹用于构建室内指纹地图。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述多个楼层中的每个楼层进行区域划分，以使得所述每个楼层均划分有多个区域，且所述多个区域中的每个区域与所述多个区域中的其他区域具有重叠的部分；根据所述多个道路点以及所述多个修正后的信号指纹，计算所述每个区域内的变换矩阵以及变换残差，所述变换矩阵用于对所述多个修正后的信号指纹进行修正；根据所述每个楼层中的多个区域的变换残差，计算所述每个楼层中的每个区域的变换权重；根据所述每个楼层中的每个区域的变换矩阵以及变换权重，对所述多个修正后的信号指纹进行修正，得到多个二次修正后的信号指纹，所述多个二次修正后的信号用于构建室内指纹地图。11.一种服务器，其特征在于，包括：获取单元和处理单元；所述获取单元，用于获取多个楼层的每个楼层中的多个信号指纹，所述多个信号指纹中的每个信号指纹包括位置信息和无线信号源的信号强度，所述多个楼层包括多个无线信
号源；所述处理单元，用于基于无线信号传播模型，根据所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云，王永亮，曾丹丹，王方松，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：