[發(fā)明專利]室內電子地圖生成方法與系統(tǒng)及室內目標定位方法與系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210021393.5
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN103228040A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 劉飛;任常銳;何苗;李進峰;董進
• 申請（專利權）人: 國際商業(yè)機器公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 杜娟

技術領域

本發(fā)明的實施方式總體上涉及對數(shù)據(jù)進行處理的方法和系統(tǒng)，更具體的涉及室內電子地圖生成方法與系統(tǒng)，以及進行室內目標定位的方法與系統(tǒng)。

背景技術

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務和多媒體業(yè)務的快速增加，人們對定位與導航的需求日益增大，尤其在復雜的室內環(huán)境，如機場大廳、展廳、倉庫、超市、圖書館、地下停車場、礦井等環(huán)境中，常常需要確定移動終端或其持有者、設施與物品在室內的位置信息。但是，室內環(huán)境是一個復雜的環(huán)境，信號在傳播過程中受室內的人員和物品墻壁的影響，衰減比較大，這樣給室內環(huán)境下的人和物品的精確定位帶來了困難。GPS是目前應用最為廣泛的定位技術，盡管GPS技術在室外定位方面已經(jīng)形成了相當成熟的產(chǎn)業(yè)應用，但當GPS接收機在室內工作時，來自衛(wèi)星的無線信號受建筑物的影響而大大衰減，GPS接收機無法接收到足夠多的衛(wèi)星信號，從而無法實現(xiàn)室內定位。隨著無線通信技術的發(fā)展，新興的無線網(wǎng)絡技術，例如WiFi、CDMA、ZigBee、藍牙和超寬帶等，在辦公室、家庭、工廠等得到了廣泛應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的發(fā)明人注意到，現(xiàn)有技術中已經(jīng)披露了一些利用無線信號傳輸進行室內定位的技術，比如美國專利US6799047B1專利披露了一種通過環(huán)境無線信號進行室內目標定位的專利。一臺移動電腦檢測室內若干基站發(fā)出的無線信號，通過比較已知位置的在不同環(huán)境下的電子地圖與當前移動電腦所檢測到的基站發(fā)出的無線信號強度，獲得信號強度最接近的已知位置作為當前移動電腦的位置。但是現(xiàn)有技術中未能消除多徑效應對準確定位所帶來的嚴重影響。

多徑效應(multipath?effect)是指電波傳播信道中的多徑傳輸現(xiàn)象所引起的干涉效應。在實際的無線電波傳播信道中，由于信號發(fā)射端和信號接收端存在諸多建筑群與障礙物，而這些建筑群與障礙物會導致無線電波的散射、反射、折射等現(xiàn)象的發(fā)生，導致在接收端接收的無線電波是由若干路徑所傳輸?shù)臒o線電波疊加而成，由于各個路徑的無線電波相位發(fā)生了變化，因此信號疊加的結果可能導致無線電波發(fā)生快速衰退，從而使疊加后的無線電波強度無法真實反映發(fā)射端與接收端的距離。多徑效應對于數(shù)字通信、雷達最佳檢測等都有著十分嚴重的影響。其表現(xiàn)為信號接收端如果進行微小位移，則接收端所接收到的無線電波信號強度可能發(fā)生巨大改變，從而使得無線電波信號強度無法真實反映信號接收端與信號發(fā)射端之間的距離。

現(xiàn)有技術中并未注意到多徑效應對室內定位所產(chǎn)生的惡劣影響，因此采用現(xiàn)有技術進行室內定位其定位結果可能嚴重偏離實際目標所在位置(這點在下文中將會進行更加具體的分析)。

為了減小多徑效應對室內定位所帶來的影響，提高室內定位的準確度，本發(fā)明提出了一種為室內目標定位進行數(shù)據(jù)處理的技術，以及基于上述技術進行室內目標定位的技術。

具體而言，本發(fā)明提供了一種室內電子地圖生成方法，其中所述室內可被配置為布置有無線傳感器節(jié)點與至少一個移動節(jié)點，所述移動節(jié)點可以在所述室內進行移動，并且所述移動節(jié)點可以與所述無線傳感器節(jié)點進行無線信號傳輸，所述方法包括：測量所述移動節(jié)點在室內不同位置處與所述無線傳感器節(jié)點間傳輸?shù)臒o線信號強度；對所述移動節(jié)點在至少一個位置處所測量的無線信號強度進行平滑處理；以及根據(jù)上述平滑處理后的無線信號強度生成室內電子地圖。

本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述的方法進行室內目標定位的方法，包括：測量所述目標在待測位置處與所述無線傳感器節(jié)點間傳輸?shù)臒o線信號強度以獲得目標無線信號強度組；比較所述目標無線信號強度組與所述室內電子地圖；以及根據(jù)所述比較結果確定所述目標在室內的位置。

本發(fā)明還提供了一種室內電子地圖生成系統(tǒng)，其中所述室內可被配置為布置有無線傳感器節(jié)點與至少一個移動節(jié)點，所述移動節(jié)點可以在所述室內進行移動，并且所述移動節(jié)點可以與所述無線傳感器節(jié)點進行無線信號傳輸，所述系統(tǒng)包括：第一測量裝置，被配置為測量所述移動節(jié)點在室內不同位置處與所述無線傳感器節(jié)點間傳輸?shù)臒o線信號強度；平滑裝置，被配置為對所述移動節(jié)點在至少一個位置處所測量的無線信號強度進行平滑處理；以及生成裝置，被配置為根據(jù)上述平滑處理后的無線信號強度生成室內電子地圖。

本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述的系統(tǒng)進行室內目標定位的系統(tǒng)，包括：第二測量裝置，被配置為測量所述目標在待測位置處與所述無線傳感器節(jié)點間傳輸?shù)臒o線信號強度以獲得目標無線信號強度組；比較裝置，被配置為比較所述目標無線信號強度組與所述室內電子地圖；以及定位裝置，被配置為根據(jù)所述比較結果確定所述目標在室內的位置。

本發(fā)明減小了多徑效應對室內定位所帶來的影響，提高了室內定位的準確度。