[發明專利]差分氣壓測高輔助 WLAN 指紋定位中的樓層判別方法

在審

• 申請號: 201410826011.5
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104507053A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 汪云甲;劉克強;閆中亞;王堅;李昕
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H04W4/04
• 分類號: H04W4/04;G01C5/06;G01S5/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于測量技術領域，涉及一種差分氣壓測高輔助WLAN指紋定位中的樓層判別方法。

背景技術

在開放環境中，全球衛星導航定位系統(GNSS，Global?Navigation?Satellite?System)以其高精度、全天候、高效率等特征得到了廣泛的應用，但由于信號衰減及多路徑等問題，無法在室內定位中獲得良好效果，室內定位技術發展至今，已采用了多種定位方法，但是各種定位方法重點在解決平面位置問題，而弱化了樓層判別問題的研究，或在樓層判別上結果并不理想，一般在WLAN(無線局域網，Wireless?LAN)指紋定位系統中，一般采用將樓層信息寫入指紋庫，從而來判別樓層，但精度和可靠性較低。氣壓測高是一種傳統的測高方法，在廣闊區域的氣壓測高已得到廣泛應用，在室內定位應用中，大氣環境變化小，采用氣壓測高來分辨樓層，具有一定的適用性。同時，在WLAN指紋定位普及的趨勢下，智能手機是理想的應用平臺，而智能手機中集成的氣壓傳感器，是理想的樓層分辨輔助設備。

文獻提出在WLAN定位采樣階段即指紋庫訓練階段獲得指紋庫數據后，再利用AP在不同的樓層的信號特征利用K-means算法進行聚類，最后在實時定位階段獲得樓層平面位置信息的同時獲得樓層信息，該方法能夠提高效率，但在準確度上有所欠缺。文獻提出地面移動通信基站差分氣壓測高輔助GPS定位，對將差分氣壓測高輔助室內定位有所提及。文獻涉及差分氣壓測高及室內定位，其重點是傳感器模塊設計與性能分析。

差分壓力測高輔助室內定位樓層判別雖在各類文獻中有所提及，但未就差分氣壓真正在室內定位樓層判定應用做出詳細分析。

發明內容

本發明的目的是提供一種差分氣壓測高輔助WLAN指紋定位中的樓層判別方法，解決了現有技術中存在的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種差分氣壓測高輔助WLAN指紋定位中的樓層判別方法，按照以下步驟進行：

步驟1，

在室內定位樓層判定中，在區域內建立氣壓觀測基站，實時獲取本區域氣壓觀測值，在用戶進行在線定位時可以同時獲取WLAN信號和氣壓觀測信號，WLAN信號進行平面位置獲取，而氣壓信號可以獲取樓層信息；

步驟2，

利用基站的氣壓傳感器獲得氣壓信號值，并實時將氣壓及溫度數據上傳至WLAN定位服務器，在移動終端請求定位時，對實時同步氣壓信號進行濾波處理，并進行高差解算，獲得高差后進行樓層判定。

本發明的特征還在于，

濾波處理為低通濾波的方式，模型為：

Y_n＝aX_n+(1-a)Y_n-1

式中：Y_n為本次濾波輸出值，X_n為當前讀出數據，Y_n-1為上次濾波輸出值，a＝0.125。

步驟2中采用拉普拉斯壓高公式進行高差解算。

本發明的有益效果是，根據WLAN指紋定位系統的特征，利用當前智能手機集成的氣壓傳感器信號，提出基于差分氣壓測高的室內定位樓層判別方法：基站的氣壓傳感器獲得氣壓信號值并實時將氣壓及溫度數據上傳至WLAN定位服務器，在移動終端請求定位時，對實時同步的基站和終端的氣壓信號進行濾波處理，并進行高差解算，獲得高差后進行樓層判定，并返回結果。實驗表明：氣壓傳感器分辨率較高，濾波后數據穩定，測高分辨率約為0.2m，測高的精度優于0.5m，準確度約為1m左右，高差解算精度和準確度都比較高，適于室內定位實時樓層判別。

附圖說明

圖1差分氣壓輔助樓層判定過程圖。

圖2差分氣壓測高輔助樓層判定流程圖。

圖3為24小時氣壓數據圖。

圖4氣壓數據濾波前后對比圖。

圖5各層采樣點原始值及濾波后值圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

一種差分氣壓測高輔助WLAN指紋定位中的樓層判別方法，主要過程是基站和用戶同步獲取氣壓數據，濾波去噪后進行差分從而獲得高差，利用高差和基站的樓層判斷用戶所在樓層。具體按照以下步驟進行：

步驟1，

在室內定位樓層判定中，在區域內建立氣壓觀測基站，實時獲取本區域氣壓觀測值，在用戶進行在線定位時可以同時獲取WLAN信號和氣壓觀測信號，WLAN信號進行平面位置獲取，而氣壓信號可以獲取樓層信息，具體過程如圖1所示。

步驟2，