融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法技术

本发明专利技术涉及室内定位技术领域，具体涉及融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法。本发明专利技术的方法在离线采样阶段同时采集WIFI信号强度与地磁场信息样本上传至定位中心数据库，在定位中心采用主成份分析方法进行数据特征融合分析，生成融合投影矩阵，利用投影矩阵对数据库内所有采样信息进行投影，得到融合样本。在线定位阶段利用融合投影矩阵对终端接收到的WIFI与地磁场强度信息向量进行投影，生成融合向量，利用融合向量与定位中心数据库中的融合样本进行比对，得到定位结果。本发明专利技术方法在现有的普通智能手机上实现融合WIFI与地磁场强度信息的准确定位。

【技术实现步骤摘要】
融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法
本专利技术涉及室内定位
，具体涉及融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法。
技术介绍
室内定位技术在室内公共场所监控、室内导航应用中具有重大价值，其中WIFI信号目前广泛存在于城市大多数场合，而目前大众消费的智能手机都具有WIFI接收功能，因此WIFI定位具有普遍性与易实现性；地球磁场因室内环境(钢筋混凝土结构、铁制门窗等)的影响，使地磁场在室内不同位置具有不同的场强分布，同时目前大众消费的智能手机基本带有磁感应计(最常见的应用就是手机上的电子指南针)，因此利用地磁场强度信息进行定位也是一种易于广泛使用的方法，但是单一的室内定位技术并不能取得十分理想的定位精度。在专利技术专利201010176333.1与201010176348.8中提出了一种利用地磁信息进行室内定位与导航的装置，正如专利中所说，地磁信息往往受到电磁干扰(室内环境下通常是WIF1、电器等干扰)，因此该专利技术采用了复杂的谐振式巨磁阻抗非晶丝传感器来克服干扰，而实际上，WIFI信号本身也是一种有效的定位信息(专利技术专利201310107068.5、200910242700.0等)，单一的抗干扰方法不仅没有充分利用有效定位信息，而且需要增加额外的复杂抗电磁干扰设备，不利于在普通消费品手机终端上使用。而纵观现有的WIFI定位技术，也没有综合考虑地磁场强度信息。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种室内定位方法及系统，综合考虑WIFI与地磁场强度信息，进行有效的信息融合，能够充份利用与位置相关的有效信息，得到更为精确的定位结果。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案之一是，融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法，包括以下步骤:步骤1:在WIFI环境下,米集每个米样点的WIFI信号和地磁信号,将每一米样点的WIFI信号与地磁信号归一化处理，使其值域在同一个区间上，将同一采样点归一化后的WIFI信号与地磁信号组合成归一化混合指纹向量；步骤2:排除归一化混合指纹向量中相互干扰影响的数值分量，提取出有鉴别力的定位信息，将所有采样点的归一化混合指纹向量构成训练矩阵，对训练矩阵进行方差进行主成分分析，提取出训练矩阵的主特征向量构成投影矩阵，利用投影矩阵将每一采样点归一化混合指纹向量投影，得到每一采样点的融合向量，并将所有采样点的融合向量存储到数据库中；步骤3:采集待定位点的WIFI信号和地磁信号，并将该待定位点的WIFI信号和地磁信号归一化处理，将归一化后的WIFI信号与地磁信号组合成待定位点的归一化混合指纹向量，再利用投影矩阵对该待定位点的归一化混合指纹向量投影，得到该待定位点的融合向量；步骤4:遍历数据库中所有采样点的融合向量，找出与该待定位点的融合向量相似度最大的采样点，并将该采样点作为定位位置。进一步的，所述步骤I具体包括:步骤11:在室内每隔一定距离进行均匀采样，并记录每一采样点Pi(1=1,2, 3,......,N，N为正整数)的经纬度坐标位置、M个WIFI MAC ID (无线网卡物理地址，M为正整数)、m个WIFI信号强度Xi (i=l, 2，3，......, m, m为正整数且m≥M)，地磁场强度匕在乂、Y、Z方向上的三个分量(biX，biy，biZ)；步骤12:将每一采样点Pi的m个WIFI信号强度Xi采用公式x, ^进行归一化处理，使每一 WIFI信号强度Xi的值域在[0，I]之间，信号强度Xi最强为I，信号强度Xi最弱为0，对接收不到信号的WIFI MAC ID对应WIFI信号强度Xi设为O，构成一个M维WIFI指纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法，其特征在于：包括步骤1：在WIFI环境下，采集每个采样点的WIFI信号和地磁信号，将每一采样点的WIFI信号与地磁信号归一化处理，使其值域在同一个区间上，将同一采样点归一化后的WIFI信号与地磁信号组合成归一化混合指纹向量；步骤2：排除归一化混合指纹向量中相互干扰影响的数值分量，提取出有鉴别力的定位信息，将所有采样点的归一化混合指纹向量构成训练矩阵，对训练矩阵进行方差进行主成分分析，提取出训练矩阵的主特征向量构成投影矩阵，利用投影矩阵将每一采样点归一化混合指纹向量投影，得到每一采样点的融合向量，并将所有采样点的融合向量存储到数据库中；步骤3：采集待定位点的WIFI信号和地磁信号，并将该待定位点的WIFI信号和地磁信号归一化处理，将归一化后的WIFI信号与地磁信号组合成待定位点的归一化混合指纹向量，再利用投影矩阵对该待定位点的归一化混合指纹向量投影，得到该待定位点的融合向量；步骤4：遍历数据库中所有采样点的融合向量，找出与该待定位点的融合向量相似度最大的采样点，并将该采样点作为定位位置。

【技术特征摘要】
1.一种融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法,其特征在于:包括 步骤1:在WIFI环境下，采集每个采样点的WIFI信号和地磁信号，将每一采样点的WIFI信号与地磁信号归一化处理，使其值域在同一个区间上，将同一采样点归一化后的WIFI信号与地磁信号组合成归一化混合指纹向量； 步骤2:排除归一化混合指纹向量中相互干扰影响的数值分量，提取出有鉴别力的定位信息，将所有采样点的归一化混合指纹向量构成训练矩阵，对训练矩阵进行方差进行主成分分析，提取出训练矩阵的主特征向量构成投影矩阵，利用投影矩阵将每一采样点归一化混合指纹向量投影，得到每一采样点的融合向量，并将所有采样点的融合向量存储到数据库中； 步骤3:采集待定位点的WIFI信号和地磁信号，并将该待定位点的WIFI信号和地磁信号归一化处理，将归一化后的WIFI信号与地磁信号组合成待定位点的归一化混合指纹向量，再利用投影矩阵对该待定位点的归一化混合指纹向量投影，得到该待定位点的融合向量; 步骤4:遍历数据库中所有采样点的融合向量，找出与该待定位点的融合向量相似度最大的采样点，并将该采样点作为定位位置。2.根据权利要求1所述的一种融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法,其特征在于:所述步骤I具体包括: 步骤11:在室内每隔一定距离进行均匀采样，并记录每一采样点Pi(i=l,2, 3,......,N，N为正整数)的经纬度坐标位置、M个WIFI MAC ID (无线网卡物理地址，M为正整数)、m个WIFI信号强度Xi (i=l, 2，3，......, m, m为正整数且m≤M)，地磁场强度匕在乂、Y、Z方向上的三个分量(biX，biy，biZ)； 步骤12:将每一采样点Pi的m个WIFI信号强度Xi采用公式.^进行归一化处理，使每一 WIFI信号强度Xi的值域在[O，I]之间，信号强度Xi最强为1，信号强度Xi最弱为O，对接收不到信号的WIFI MAC ID对应WIFI信号强度Xi设为O，构成一个M维WIFI指纹{χ?> Χ2> χ3)...，， 步骤13:将每一采样点Pi...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂岩恺，黄家乾，陈典全，时宜，
申请(专利权)人：厦门雅迅网络股份有限公司，
类型：发明
国别省市：