[發明專利]無線定位系統的信號強度的轉換裝置及其方法

有效

• 申請號: 200810083173.9
• 申請日: 2008-03-07
• 公開（公告）號: CN101526604A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 莊育祥;崔文;蔣是文;許文昌
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 蒲邁文;黃小臨

技術領域

本發明涉及一種無線定位系統的信號強度的修正裝置及其方法，更具體 地，涉及一種可以消除不同無線裝置、網絡卡或環境不同時的信號強度差異 的無線定位系統的信號強度的修正裝置及其方法。

背景技術

目前已經有很多的定位技術用于航海、汽車與救援工作上。而無線通信 技術的發展，使得定位技術可利用無線電波的信號強度來達到定位的目的。 一般來說，無線移動裝置所收集到的無線信號強度分布可以用于跟信號強度 分布模型利用信號指紋(Fingerprinting)的方式計算可能的位置機率分布。

請參照圖1，圖1是無線定位系統10的系統架構與定位方法示意圖。無 線定位系統10包括多個無線接入裝置100～102(Wireless?Access?Point)與移 動通信裝置110。移動通信裝置110包括無線定位裝置111，無線定位裝置 111用以執行步驟S120～S122的流程來完成定位的目的。

在步驟S120，移動通信裝置110收集無線接入裝置100～102所發送的 無線信號，無線定位裝置111對無線接入裝置100～102所發送的無線信號 的強度作計算，以獲得收集到的無線信號強度分布。在步驟S121，將收集 到的無線信號強度分布與信號強度分布模型對比，并利用信號指紋的方式計 算可能的位置機率分布，其中信號強度分布模型，為移動通信裝置事先所收 集的整個空間的訓練信號強度分布。最后，在步驟S122，根據步驟S121所 計算的可能的位置機率分布來決定移動通信裝置110的位置。

另外，無線定位技術可以利用隱藏式馬爾可夫模型(Hidden?Markov Model)來提升準確度。首先，由先前可能位置的機率分布(又稱事前可能位置 的機率分布)估計現在可能位置的機率分布并利用收到的信號強度來計算最 后可能位置的機率分布(又稱事后可能位置的機率分布)。

請參照圖2，圖2是利用隱藏式馬爾可夫模型20計算最后可能位置的機 率分布的定位方法概念示意圖。此隱藏式馬爾可夫模型20包括事前可能位 置的機率分布L(t-1)、L(t)、L(t+1)、計算后可能位置的機率分布O(O_t-1)、O(O_t)、 O(O_t+1)、以及事后可能位置的機率分布P(t-1)、P(t)、P(t+1)。其中，P(t-1)表 示t-1秒時位置機率分布的事后機率分布，而t秒時事前機率分布L(t)則是會 依據前一秒(t-1)時的事后機率分布P(t-1)按照人類可能移動的模式轉換得 來，亦即在事后機率分布P(t-1)較高位置附近L(t)機率分布也會較高。

每秒移動裝置收集到的信號強度分布O_t為獨立事件不受前一秒的信號 強度分布影響，只跟位置有關。另外，計算后可能位置的機率分布O(O_t)則 是指將收集到的信號強度分布O_t放入信號強度分布機率模型利用信號指紋 方式獲得計算后可能位置的機率分布。由事前可能位置的機率分布L(t)、計 算后可能位置的機率分布O(Ot)則可計算出事后可能位置的機率分布P(t)， 并由此判斷最后位置。

事后可能位置的機率分布P(t)會影響下一秒的事前可能位置的機率分布 L(t+1)，如圖2所示，下一秒的事前可能位置的機率分布L(t+1)是利用事后 可能位置的機率分布P(t)經過馬爾可夫程序計算而得到的。由于空間中可能 有多處地點信號強度分布類似，因此將隱藏式馬爾可夫模型應用在無線定位 技術則可淘汰一些機率較低的位置，并由此增加定位的準確度。

收集到的信號強度分布O_t是主要影響定位的因素，假設訓練信號強度 分布模型與定位時所使用的移動通信裝置不同，那么不同的移動通信裝置所 收集的信號強度分布就會有所差異，因此利用信號指紋的方式來定位便會產 生誤差，導致定位的準確度下降。另外，目前無線兼容認證(Wireless?Fidelity， WiFi)定位技術多采用信號指紋方式，且需要信號強度分布模型，所以移動 通信裝置必須先收集整個空間的訓練信號強度分布。