本发明专利技术提出一种无线定位系统的信号强度的转换装置用以消除不同无线装置或环境不同时的信号强度差异。此转换装置包括位置估测电路，此位置估测电路用以将未知地点、未知型号的移动通信装置所接收到的信号强度分布利用正相关指标来计算出估测坐标。并利用估测坐标及移动通信装置所接收到的信号强度分布作为训练数据，利用近似算法训练出转换模块。本发明专利技术因采用正相关指标产生训练数据并用近似算法的方式将未知位置与型号的移动通信装置的转换模块自动训练出来，因此不像传统的方法与装置需要庞大的对照表。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无线定位系统的信号强度的修正装置及其方法，更具体 地，涉及一种可以消除不同无线装置、网络卡或环境不同时的信号强度差异 的无线定位系统的信号强度的修正装置及其方法。
技术介绍
目前已经有很多的定位技术用于航海、汽车与救援工作上。而无线通信 技术的发展，使得定位技术可利用无线电波的信号强度来达到定位的目的。 一般来说，无线移动装置所收集到的无线信号强度分布可以用于跟信号强度分布模型利用信号指纹(Fingerprinting)的方式计算可能的位置机率分布。请参照图1，图l是无线定位系统10的系统架构与定位方法示意图。无 线定位系统10包括多个无线接入装置100 ~ 102(Wireless Access Point)与移 动通信装置110。移动通信装置110包括无线定位装置111，无线定位装置 111用以执行步骤S120~S122的流程来完成定位的目的。在步骤S120,移动通信装置110收集无线接入装置100~ 102所发送的 无线信号，无线定位装置111对无线接入装置100- 102所发送的无线信号 的强度作计算，以获得收集到的无线信号强度分布。在步骤S121,将收集 到的无线信号强度分布与信号强度分布模型对比，并利用信号指紋的方式计 算可能的位置机率分布，其中信号强度分布模型，为移动通信装置事先所收 集的整个空间的训练信号强度分布。最后，在步骤S122,根据步骤S121所 计算的可能的位置机率分布来决定移动通信装置110的位置。另外，无线定位技术可以利用隐藏式马尔可夫^t型(Hidden Markov Model)来4是升准确度。首先，由先前可能位置的机率分布(又称事前可能位置 的机率分布)估计现在可能位置的机率分布并利用收到的信号强度来计算最 后可能位置的机率分布(又称事后可能位置的机率分布)。请参照图2，图2是利用隐藏式马尔可夫模型20计算最后可能位置的机 率分布的定位方法概念示意图。此隐藏式马尔可夫模型20包括事前可能位置的机率分布L(t-l)、L(t)、L(t+l)、计算后可能位置的机率分布0(Ot.,)、0(Ot)、 0(0+1)、以及事后可能位置的机率分布P(t-l)、 P(t)、 P(t+1)。其中，P(t-l)表 示t-l秒时位置机率分布的事后机率分布，而t秒时事前机率分布L(t)则是会 依据前一秒(t—i )时的事后机率分布P(t-l)按照人类可能移动的模式转换得 来，亦即在事后机率分布P(t-l)较高位置附近L(t)机率分布也会较高。每秒移动装置收集到的信号强度分布Ot为独立事件不受前一秒的信号 强度分布影响，只跟位置有关。另外，计算后可能位置的机率分布O(Ot)则 是指将收集到的信号强度分布Ot放入信号强度分布机率模型利用信号指紋 方式获得计算后可能位置的机率分布。由事前可能位置的机率分布L(t)、计 算后可能位置的机率分布O(Ot)则可计算出事后可能位置的机率分布P(t)， 并由此判断最后位置。事后可能位置的机率分布P(t)会影响下一秒的事前可能位置的机率分布 L(t+1)，如图2所示，下一秒的事前可能位置的机率分布L(t+1)是利用事后 可能位置的机率分布P(t)经过马尔可夫程序计算而得到的。由于空间中可能 有多处地点信号强度分布类似，因此将隐藏式马尔可夫模型应用在无线定位 技术则可淘汰一些机率较低的位置，并由此增加定位的准确度。收集到的信号强度分布Ot是主要影响定位的因素，假设训练信号强度 分布模型与定位时所使用的移动通信装置不同，那么不同的移动通信装置所收集的信号强度分布就会有所差异，因此利用信号指紋的方式来定位便会产 生误差，导致定位的准确度下降。另外，目前无线兼容认证(Wireless Fidelity, WiFi)定位技术多采用信号指紋方式，且需要信号强度分布模型，所以移动 通信装置必须先收集整个空间的训练信号强度分布。假设空间中有k个无线接入装置，手持装置H在空间中某位置L「{x，y}， 收到的信号质量数值分布可以看成是一个DS(H, Lj)。信号质量数值分布 Ds(H，Li)是由手持装置H在位置Li收到的k个无线接入装置的信号强度所组 成，因此信号质量数值分布Ds(H,Li)又可以表示成Ds(H,Li)^s,， s2, ... ,sk}, 通常信号质量数值分布Ds(H,Li)是由信号强度来衡量，因此信号质量数值Sj 可以视为接收信号强度(Received Signal Strength, RSS)的一种表示方式，信 号质量数值分布Ds(H,Lj)亦可视为信号强度分布。理想状况下，在收集整个空间的信号强度分布时所收集的信号强度分布 应该会与定位时收到的信号强度分布十分接近，信号指紋的方法便是在收集信号强度分布模型时对空间中所有的位置进行信号收集或推估出信号强度分布Ds(H，Li)，而整个空间的信号特征就是空间内所有位置Lj的信号质量数 值分布DS(H, L,)的集合(也就是DS(H, Lj)， V Li in space)。在定位时，某个时间点t所收到未知实际位置的信号强度分布Ot-(s',， s，2, ... ，s，k)可以对照信号质量分布D"H，Lj)来算出对某个位置Li的机率 P(Ds(H，Li)|Ot),并接着求出时间点t利用信号强度分布Ot计算的计算后可能 位置机率分布集合O(OtXP(Ds(H，Li)IOt), V Li in space }。然后根据计算后 可能位置机率分布集合O(Ot)与事前可能位置的机率L(t)分布便可以求出事 后可能位置的机率分布P(t)，并以事后可能位置的机率分布P(t)来考虑实际 位置。上述的方法有一个基本假设，就是收集信号强度分布模型与定位时所使 用的移动通信装置必须相同。在这样的假设下，信号指紋的方法运作良好， 大约都有小于三公尺的误差值表现。然而一旦收集信号强度分布模型与定位 时所使用的移动通信装置不同，则定位的准确度就会下降。令收集信号强度分布模型时所使用的移动通信装置为He，而定位时所使 用的移动通信装置为Hx,若所在的位置为L，那么Ds(He,L)与Ds(Hx,L)不再 有高度的相似性。因此若Ot为移动通信装置Hx于时间点t所收到的信号强 度分布，则会造成较大的误差。参照美国公开专利第2005/0181804 Al号，Misikangas et al.使用转换模 块/,使得Ds(H"L)与DS(HX，L)可以有良好的相似性，也就是说尽量使 DS(HC，L)=XDS(HX,L))。参照图3,图3是Misikangas et al.提出的具有转换模 块的无线定位系统30的系统方块图。如图3所示，无线定位系统30包括多个无线接入装置301、 302.....30k、多个移动通信装置311、 312.....31n与转换与定位模块320。转换与定位模块320包括转换模块电路321、位置 计算模块322、选择电路323与对照表324。其中，移动通信装置311 ~31n是不同的移动通信装置，其对应的模块型号分别为H,、 H2.....Hn,而对照表324内的数据模型DM,、 DM2.....DMn是不同移动通信装置311 31n之间收到信号强度分布的转换模块。转换模块电路321有多个转换模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无线定位系统的信号强度的转换装置，包括： 一位置估测电路，用以将未知地点、未知型号的移动通信装置所接收到的信号强度分布利用一正相关指标来计算出一估测坐标。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：庄育祥，崔文，蒋是文，许文昌，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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