[發(fā)明專利]一種定位方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210111075.8
• 申請(qǐng)日: 2012-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN103379619B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉興川;李超;林孝康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司;清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): H04W4/02
• 分類號(hào): H04W4/02
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 李健,龍洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡(luò)定位領(lǐng)域，尤其涉及一種定位方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

基于WLAN的定位系統(tǒng)具有成本低，精度高，應(yīng)用范圍廣(室內(nèi)和室外)等優(yōu)點(diǎn)，在基于位置的服務(wù)中如緊急救援、智能交通和室內(nèi)定位導(dǎo)航等方面取得了很大的成功。但是仍然存在以下兩個(gè)問題亟需解決：(1)多徑干擾等因素引起的接收信號(hào)強(qiáng)度(Received Signal Strength，RSS)浮動(dòng)嚴(yán)重惡化了WLAN定位精度；(2)在無線訪問節(jié)點(diǎn)(Access Point，AP)沒有覆蓋到的區(qū)域，由于AP缺失導(dǎo)致WLAN定位失效。

為了解決上述問題，人們提出了多種方法，可以分為以下三類：

1、基于時(shí)間分集和概率分布模型的WLAN定位系統(tǒng)

基于時(shí)間分集和概率分布模型的WLAN定位系統(tǒng)的基本思想是：在定位區(qū)域內(nèi)固定位置利用時(shí)間分集來獲得接收信號(hào)強(qiáng)度的多個(gè)樣本，根據(jù)多個(gè)樣本信息來建立接收信號(hào)強(qiáng)度的概率分布模型，將接收信號(hào)強(qiáng)度的概率分布模型存儲(chǔ)到特征數(shù)據(jù)庫中；在定位階段，移動(dòng)目標(biāo)利用時(shí)間分集獲得接收信號(hào)強(qiáng)度的多個(gè)樣本，通過求取樣本均值來獲得穩(wěn)定的接收信號(hào)強(qiáng)度來進(jìn)行定位。由于時(shí)間分集需要消耗大量的時(shí)間，增加了定位延遲，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位，在移動(dòng)定位中無法使用。

2.基于卡爾曼濾波的WLAN定位系統(tǒng)

基于卡爾曼濾波的WLAN定位系統(tǒng)的基本思想是：首先利用WLAN定位算法獲得移動(dòng)目標(biāo)的位置估計(jì)，然后利用移動(dòng)目標(biāo)軌跡連續(xù)性或者假定移動(dòng)目標(biāo)的速度在一定范圍內(nèi)，構(gòu)造卡爾曼濾波器的狀態(tài)方程和觀測方程，對(duì)用戶的位置估計(jì)進(jìn)行濾波處理。這種方法雖然提高了WLAN定位系統(tǒng)的定位精度，但是由于提前設(shè)定了移動(dòng)目標(biāo)速度，因此無法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)濾波，限制了在實(shí)際中的應(yīng)用。同時(shí)不能解決由于AP缺失引起的WLAN定位失效。

3.WLAN/GPS組合定位

由于GPS在室外空曠地區(qū)，能夠取得很好的定位精度，因此在AP缺失的區(qū)域，可以利用GPS獲得準(zhǔn)確的位置信息；同時(shí)在高樓林立的市區(qū)，可以利用WLAN定位來彌補(bǔ)GPS定位的不足，可以說WLAN/GPS組合定位在室外環(huán)境下取得了很好的定位性能，但是在室內(nèi)環(huán)境下，由于GPS信號(hào)被遮擋，無法改善WLAN室內(nèi)定位精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種定位方法和系統(tǒng)，解決現(xiàn)有定位系統(tǒng)定位精度不夠的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種定位方法，包括：

基于無線局域網(wǎng)的接入點(diǎn)進(jìn)行定位，獲取用戶設(shè)備的初始估計(jì)位置；

獲取所述用戶設(shè)備的航向角和速度信息；

根據(jù)所述航向角和速度信息對(duì)所述初始估計(jì)位置進(jìn)行修正，獲得最終位置信息。

進(jìn)一步的，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述基于無線局域網(wǎng)的接入點(diǎn)進(jìn)行定位包括：

選取參考點(diǎn)，在各參考點(diǎn)測量來自各接入點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，將所述參考點(diǎn)的位置、所述信號(hào)強(qiáng)度和對(duì)應(yīng)接入點(diǎn)的標(biāo)識(shí)/位置存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫中；待定位的用戶設(shè)備測量周圍各接入點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，查找數(shù)據(jù)庫獲取對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn)集合，與所述參考點(diǎn)集合進(jìn)行匹配確定用戶設(shè)備的初始估計(jì)位置。

進(jìn)一步的，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述與參考點(diǎn)集合進(jìn)行匹配確定所述用戶設(shè)備的初始估計(jì)位置包括：

選擇m個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度的歐氏距離最小的參考點(diǎn)，使用所述m個(gè)參考點(diǎn)的位置的線性加權(quán)和作為所述用戶設(shè)備的初始估計(jì)位置，所述m大于等于1。

進(jìn)一步的，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述獲取所述用戶設(shè)備的航向角和速度信息包括：

根據(jù)MARG傳感器的測量信息獲取所述航向角和速度信息。

進(jìn)一步的，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述根據(jù)MARG傳感器的測量信息獲取所述航向角包括：

根據(jù)所述MARG傳感器的磁強(qiáng)計(jì)的測量信息獲取第一航向角φ_mag，根據(jù)所述MARG傳感器的陀螺儀的測量信息獲取第二航向角根據(jù)所述第一航向角和第二航向角得到所述用戶設(shè)備的航向角φ：

其中，所述W是預(yù)設(shè)的權(quán)重值，0≤W≤1。

進(jìn)一步的，上述方法還可具有以下特點(diǎn)，所述方法還包括，根據(jù)所述MARG傳感器的測量信息獲取所述用戶設(shè)備的滾動(dòng)角、俯仰角；

所述根據(jù)所述航向角和速度信息對(duì)所述初始估計(jì)位置進(jìn)行修正包括：

將所述根據(jù)所述MARG傳感器的測量信息獲取的滾動(dòng)角、俯仰角、航向角和速度信息作為卡爾曼濾波器的輸入，進(jìn)行卡爾曼濾波，輸出新的航向角和速度信息；