[發(fā)明專利]基于智能手機和Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)的樓宇內(nèi)部定位方法和系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310454281.3
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103501537A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭耀;陳昕;孔俊俊;陳向群
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 朱紅濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供一種在樓宇內(nèi)部定位的方法和系統(tǒng)，具體涉及一種利用Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)信號的指紋定位方法，屬于普適計算領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，智能手機已經(jīng)成為人們生活中必不可少的一部分。智能手機不僅擁有功能強大的操作系統(tǒng)，而且支持用戶安裝應(yīng)用程序來擴展其功能。由于智能手機具有私人化和便攜的特性，同時內(nèi)置了許多傳感器（如磁感應(yīng)傳感器、重力傳感器、加速傳感器等），使其成為獲取個人信息的關(guān)鍵途徑。應(yīng)用程序根據(jù)這些信息便可對用戶提供更加個性化的服務(wù)，其中位置（location）就是一類被廣泛使用的個人信息。目前的智能手機應(yīng)用市場中，LBS（Location?Based?Service，基于位置的服務(wù)）應(yīng)用占據(jù)了非常大的一部分，它們根據(jù)人們的地理位置信息為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。定位越精確，就越有可能提供更好的服務(wù)。因此，準確獲取用戶的位置信息成為了各類LBS應(yīng)用的基礎(chǔ)。

目前最為成熟的GPS（Global?Position?System）定位系統(tǒng)存在信號遮蓋的問題，在受到房屋遮掩的室內(nèi)和地下都無法使用，但是用戶仍然存在強烈的室內(nèi)定位的需求，因此尋找室內(nèi)的定位方法成為了一個不可忽視的問題。目前樓宇內(nèi)部定位的技術(shù)包括INS慣性導(dǎo)航、紅外線、藍牙、超聲波、無線傳感網(wǎng)、Wi-Fi等。INS慣性導(dǎo)航技術(shù)通過對人們步行時各傳感器收集到的數(shù)據(jù)變化，推測步行的方向和速度，以此來定位，需要對每個人單獨建模，而且誤差會累計增加，精度不高；紅外線、藍牙、超聲波、無線傳感網(wǎng)技術(shù)需要在樓內(nèi)部署新的設(shè)備，難以普及，而且紅外線、藍牙信號傳播距離短容易受到室內(nèi)燈光、噪聲信號的干擾，超聲波受到反射、遮擋的影響很大。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的地方已經(jīng)被Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，特別是寫字樓、商場、辦公樓等。這使得基于Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)的樓宇內(nèi)部定位技術(shù)無需額外部署設(shè)備，就可以直接使用，從而節(jié)省了成本，具有明顯的可行性和應(yīng)用價值。

目前基于Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)的指紋定位方法，需要首先采集樓宇內(nèi)部各個地點上接收到的AP（訪問接入點）及其信號強度作為樣本（每一個樣本稱作一個指紋），然后在每一次定位的時候，將當時的指紋與樣本庫里的指紋進行比對，最接近的那個樣本所在地被認作當前所在的地理位置。

然而，這種方法主要面臨以下兩個重要問題：

1)AP指紋采樣需要耗費大量的人力成本：需要專業(yè)的人員在樓內(nèi)每一個地點（如每4平方米）進行足夠時間的采樣才能獲得一個可用的定位樣本數(shù)據(jù)庫。

2)AP信號劇烈波動問題：AP信號強度易受到環(huán)境因素的干擾而隨著時間不斷發(fā)生變化，同時，不同的AP信號接收設(shè)備（如智能手機）接收到的信號強度具有明顯的差異性。

發(fā)明內(nèi)容

為了便于說明，本文約定：“AP”代表Wi-Fi無線訪問接入點；“指紋”表示在某個地理位置點接收到的所有AP的信息和信號。

本發(fā)明的目的是提供一種基于智能手機和Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)的樓宇內(nèi)定位的方法和系統(tǒng)，用以解決室內(nèi)定位的問題，以克服AP指紋采樣人力成本高及AP信號劇烈波動問題。

本方法的原理：通過大量普通用戶采集指紋來完成采樣步驟，用信號的相對強度取代絕對強度值，通過基于最長子序列的定位算法，解決信號波動的問題。研究表明，通過這種定位方法，可以大量節(jié)省人力成本，提高定位的精確度。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種基于智能手機和Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)的樓宇內(nèi)部定位方法，包括如下步驟：

步驟1：由用戶采集指紋，包括：用戶通過手機網(wǎng)卡掃描Wi-Fi信號，記錄每個檢測到的AP的BSSID（Basic?Service?Set?Identification）和信號強度RSSI（Received?Signal?Strength?Indicator)，由用戶標記該指紋所屬位置Label，存入數(shù)據(jù)庫，形成樣本庫；

本系統(tǒng)提供指紋采集服務(wù)，任何應(yīng)用可調(diào)用該服務(wù)，可自行設(shè)計采樣的情景以提高用戶體驗；

步驟2：由于樣本由非專業(yè)的用戶采集，可能出現(xiàn)樣本標記錯誤等現(xiàn)象，在使用前定時對樣本庫進行整理，刪除錯誤的樣本；

步驟3：采集用戶當前指紋，并和樣本庫內(nèi)的指紋進行對比，進而確定用戶當前的地理位置。