[發明專利]基于Wi-Fi和地磁場的室內定位方法

有效

• 申請號: 201410843968.0
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104483658A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 黃步添;邢蘭濤;劉振廣;鄭博侖;鮑宗亮;王毅
• 申請（專利權）人: 杭州云象網絡技術有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S5/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于無線室內定位領域，尤其涉及一種基于Wi-Fi和地磁場的室內定位方法。

背景技術

隨著無線通信網絡技術的進步與普及，手持設備的種類不斷增加，功能也不斷完善，現在手機，Ipad等手持設備已成為人們不可或缺的一部分，各種新的業務和需求層出不窮，其中位置感知計算(Location-aware?Computing)和基于位置的服務(Location-based?service，LBS)在人們的生活生產中的作用也越來越大。對商家而言，商家對基于手機等移動設備的點對點商業推廣，產品營銷愈加重視，希望迅速的吸引消費者，讓消費者找到自己的品牌位置；對于用戶而言，用戶也希望可以在一個復雜的環境中迅速的按照某一指引快速到達目的地。因此對于復雜的室內環境，如機場，醫院，停車場，礦井，展廳等，室內定位技術是位置感知計算和基于位置的服務的基礎，因而意義重大。

對于室外環境，全球定位系統(GPS)已成功地應用于更各領域，包括車載導航，室外營救搜索等。但在城市環境中，由于GPS衛星發射的信號太微弱，樓宇建筑物的阻隔等，導致了所謂的“都市峽谷”(Urban?Canyon)，降低GPS的定位精度；在樓宇之內，墻壁會對衛星信號造成阻隔，會導致定位誤差進一步增大。另外由于室外定位大都是開闊的環境，幾十米的誤差并不會影響用戶的感受；但對于室內定位而言，定位精度應該精確到若干米之內，才能為用戶提供可靠的定位系統。所以對室內定位而言，GPS并不適應；室內定位必須結合無線網絡，傳感器技術，隨機信號處理等眾多交叉領域。

現階段世界范圍內已經出現了很多種室內定位技術，根據對配置硬件的要求可以分為兩類。一類是要借助安裝硬件設施，此類技術主要基于藍牙，超聲波，紅外，RFID等的無線信號，典型方案包括Active?Badge，SpotON等，但這些技術都受制于信號傳播距離短，需要安裝大量設備覆蓋整個室內區域，因而安裝和維護成本都較高。

針對上述技術安裝和維護成本較高的問題，另一類不需要額外安裝設備，或者在已有設備上進行定位的方案成為研究熱點。Wi-Fi無線網絡技術具有高速通信，方便部署和低成本的特點，非常符合用戶對于移動生活娛樂和移動辦公的需求。目前各個城市，大型室內環境(如辦公樓、學校、商場、酒店和機場)等都廣泛的布設了Wi-Fi熱點(Access?point，AP)，因此.基于Wi-Fi的室內定位技術不需要額外的安裝設備，可以在室內原有的Wi-Fi硬件基礎上進行定位。但由于室內環境復雜，墻壁的厚度、門窗的材質、家具的布局以及人員的流動都可能對無線信號的傳播產生諸多影響，如由于折射、散射和衍射等情況所產生無線信號的多徑傳播效應；同時Wi-Fi熱點的改變，如AP的損壞，增加或減少都會影響定位效果，因而單純依靠Wi-Fi定位無法達到滿意的定位精度。

在當代生活中，現代建筑物大都是由鋼筋混凝土建成，建筑物中的金屬結構會干擾地球磁場，這種特殊的建筑結構對它周圍地磁場的干擾和破壞，使每一個樓層、通道和隔離的空間產生了一種獨特的地磁異常場，并且具有較長的時間穩定性，是一種特征信息豐富，且易于獲取的資源，當前有許多文獻對室內地磁場特點進行了實驗分析，驗證了室內磁場用于室內定位可達到厘米級的精度。但由于地磁場數據不具有標簽性，及基于地磁場的定位方法在沒有人為調節的情況下，無法確保準確識別出用戶所在的建筑，進而無法進行相應數據的匹配定位，造成定位效果的紊亂。

發明內容

針對現有技術的現有技術的不足，本發明提供了一種基于Wi-Fi和地磁場的室內定位方法。

一種基于Wi-Fi和地磁場的室內定位方法，包括以下步驟：

(1)構建若干個建筑物的室內平面的電子地圖；

(2)獲取各個建筑物的位置特征數據，并將所有建筑物的位置特征數據組建為位置指紋庫，通過如下方法獲取各個建筑物的位置特征數據：

(2-1)在當前建筑物中設定若干參考點，獲取各個參考點的Wi-Fi信息和地磁場信息；

(2-2)根據各個參考點的Wi-Fi信息和地磁場信息確定當前建筑物的電子標簽、地磁場識別模型和Wi-Fi指紋特征，并作為當前建筑物的位置特征數據；

(3)獲取當前位置的Wi-Fi信息和地磁場信息，并根據獲取的Wi-Fi信息和地磁場信息利用所述的位置指紋庫進行定位得到相應的最終定位結果，并通過電子地圖顯示最終定位結果。