[發(fā)明專(zhuān)利]一種移動(dòng)設(shè)備的室內(nèi)定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410368061.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104113912A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈向東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈向東
• 主分類(lèi)號(hào): H04W64/00
• 分類(lèi)號(hào): H04W64/00
• 代理公司: 北京華夏正合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營(yíng);張煥亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種移動(dòng)設(shè)備的室內(nèi)定位方法。

背景技術(shù)

由于室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜并且無(wú)法利用衛(wèi)星定位技術(shù)，從而導(dǎo)致常規(guī)的三邊法，到達(dá)時(shí)延法(TOA)，到達(dá)角度法(AOA)等，都無(wú)法獲得滿(mǎn)意的精度。為了滿(mǎn)足室內(nèi)定位的市場(chǎng)需求，現(xiàn)有技術(shù)方案包括信標(biāo)定位方法和無(wú)線信號(hào)指紋方法。

信標(biāo)定位方法采用無(wú)線信標(biāo)感應(yīng)方式，在需要定位服務(wù)的場(chǎng)所安置無(wú)線信標(biāo)，如RFID閱讀器，當(dāng)需要定位的移動(dòng)設(shè)備攜帶RFID標(biāo)簽經(jīng)過(guò)該裝置附近時(shí)，裝置可以通過(guò)無(wú)線方式感知識(shí)別并實(shí)現(xiàn)定位。比如目前很多地方采用的無(wú)線門(mén)禁裝置。另外，無(wú)線信標(biāo)還包括NFC技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)等。但上述方案由于安裝，電源，維護(hù)等問(wèn)題，往往只適用于辦公場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)或車(chē)站等少數(shù)特定場(chǎng)景，不便于推廣。

無(wú)線信號(hào)指紋方法無(wú)需安裝無(wú)線信標(biāo)，其原理是利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在室內(nèi)環(huán)境下的不均勻分布的特性實(shí)現(xiàn)，即無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋。如圖1所示為現(xiàn)有基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋方法進(jìn)行室內(nèi)定位的原理示意圖，以樓宇平面圖為例，將其劃分為A～X等28個(gè)網(wǎng)格，然后在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)設(shè)置無(wú)線信號(hào)采集點(diǎn)，即無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋采集點(diǎn)，測(cè)量一組源于不同信號(hào)源的表示信號(hào)強(qiáng)度的電平向量集合{RSSI₁，RSSI₂，RSSI₃，...，}將每個(gè)網(wǎng)格及其對(duì)應(yīng)的接收電平向量存儲(chǔ)為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備測(cè)量到一組信號(hào){rssi₁，rssi₂，rssi₃，...}，依據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的ID標(biāo)識(shí)(例如MAC地址或CELL?ID信息)等將當(dāng)移動(dòng)設(shè)備所測(cè)量的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)設(shè)置無(wú)線信號(hào)采集點(diǎn)所采集的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)一一對(duì)應(yīng)匹配，計(jì)算電平距離i表示不同網(wǎng)格，取值為A，..X；k表示無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的數(shù)量。取di_min，即測(cè)試值和指紋數(shù)據(jù)庫(kù)距離最小的值，即最佳指紋匹配所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格為移動(dòng)設(shè)備所在位置。

上述方法的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需在物業(yè)里安裝任何設(shè)備，一般只要在智能手機(jī)內(nèi)運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用軟件，用所測(cè)得的信號(hào)電平和指紋地圖比對(duì)即可以完成定位。其缺點(diǎn)是建立指紋數(shù)據(jù)庫(kù)需要進(jìn)行大量現(xiàn)場(chǎng)勘查，而要得到較高的定位精度就需要網(wǎng)格盡量小，導(dǎo)致增加了數(shù)據(jù)測(cè)試量和匹配計(jì)算量。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種移動(dòng)設(shè)備的室內(nèi)定位方法，僅需要在特定位置測(cè)量指紋，移動(dòng)設(shè)備在行進(jìn)中連續(xù)測(cè)量當(dāng)前位置的信號(hào)的強(qiáng)度指示，連續(xù)地和特定位置的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋進(jìn)行動(dòng)態(tài)匹配。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備經(jīng)過(guò)該特定位置時(shí)，即可獲得最佳匹配的向量距離，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。

該移動(dòng)設(shè)備的室內(nèi)定位方法包括步驟：

A、預(yù)先設(shè)置室內(nèi)各個(gè)特定位置為定位參考點(diǎn)，采集并存儲(chǔ)各定位參考點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋；

B、確定與移動(dòng)設(shè)備當(dāng)前所測(cè)量的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋所匹配的定位參考點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋；

C、移動(dòng)設(shè)備連續(xù)測(cè)量得到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋，并依次計(jì)算對(duì)應(yīng)的連續(xù)的各測(cè)量點(diǎn)與將要匹配的所述定位參考點(diǎn)間的電平距離；

D、所述電平距離為最短時(shí)對(duì)應(yīng)的所述移動(dòng)設(shè)備所在的測(cè)量點(diǎn)為所匹配的所述定位參考點(diǎn)的所述特定位置。

由上，無(wú)需預(yù)先大量的網(wǎng)格測(cè)量，只需采集幾個(gè)特定位置的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋，大大減少指紋測(cè)試采集的工作量。同時(shí)也減少了匹配數(shù)據(jù)運(yùn)算量，同時(shí)可提高定位的精度。

可選的，所述步驟B中所確定多個(gè)參考點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋均與移動(dòng)設(shè)備當(dāng)前所測(cè)量的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋所匹配時(shí)，

分別計(jì)算移動(dòng)設(shè)備與所述各定位參考點(diǎn)的電平距離；

確定所述電平距離最短的定位參考點(diǎn)為與移動(dòng)設(shè)備當(dāng)前所測(cè)量的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋集合所匹配的定位參考點(diǎn)。

由上，當(dāng)存在多個(gè)定位參考點(diǎn)均與移動(dòng)設(shè)備匹配時(shí)，僅選擇電平距離最短的定位參考點(diǎn)作為最優(yōu)參考點(diǎn)，以提高定位精度。

可選的，步驟C中，所述連續(xù)測(cè)量包括：每間隔一定時(shí)間進(jìn)行一次測(cè)量。

由上，可減少移動(dòng)終端的能耗，避免其一直測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)減少定位的運(yùn)算量。

可選的，步驟C中，所述連續(xù)測(cè)量，依次匹配包括：位置發(fā)生變化時(shí)的匹配。

可選的，判斷位置每發(fā)生一次變化包括：

前后測(cè)量的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)指紋的變化量超過(guò)閾值，即判斷位置發(fā)生變化。

由上，此可避免在靜止?fàn)顟B(tài)下連續(xù)匹配從而造成無(wú)謂的功耗，也可避免移動(dòng)設(shè)備實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)從而造成服務(wù)器運(yùn)算量增加。