[發明專利]一種WiFi室內定位系統中指紋庫的構建方法

有效

• 申請號: 201510632921.4
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105338498B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 諸彤宇;趙福丹;陳征
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W4/021
• 分類號: H04W4/021;H04W4/33;G01S5/06
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;孟卜娟

本發明公開了一種WiFi室內定位系統中指紋庫的構建方法，屬于室內無線通信和網絡技術領域。方法包括：在參考點上采集原始信號強度RSSI，然后對RSSI數據進行預處理，用預處理后的數據進行優良AP的選擇，再提取每個參考點上的優良AP信號強度特征，檢測AP信號強度完整性，對檢測出有缺失數據的參考點進行信號強度的填補，對未采集的參考點信號強度進行推算，最后生成指紋庫。該方法考慮到是室內環境對信號強度的影響，充分利用信號強度的傳播規律，解決了傳統的指紋庫構建過程采集工作量大，指紋信息不完整的問題。在不降低指紋庫精度的情況下，降低指紋庫構建階段的現場采集成本和剔除對位置點分辨模糊、冗余的AP，減少了指紋庫的存儲空間。

技術領域

本發明屬于WiFi室內定位領域，更具體地說，涉及一種WiFi室內定位系統中指紋庫的構建方法。

背景技術

近年來，隨著移動通信技術的快速發展，基于位置的服務(LBS)越來越受到人們的青睞，其核心技術就是定位技術。全球定位系統(GPS)在室外能達到很好的定位精度。但是，GPS在室內和高樓密布的城市由于感測不到衛星信號而無法定位，。因此急需尋找一種可行的室內定位方法來彌補GPS系統的不足。

基于802.11b/g/n協議的無線局域網在近年來得到迅速發展和普及，并廣泛分布于家庭、校園、辦公場所、地下停車場與娛樂場所。支持WiFi的終端也越來越多，智能手機、筆記本、Pad等手持設備也均內置了無線網卡，這為WLAN定位提供了必要的物質基礎與技術支持，使得基于WLAN的無線定位成為可能。

而在室內WLAN定位系統中，位置指紋定位方案以普適性和高效性得到了廣泛的應用。位置指紋定位方案包括兩個階段：離線信號空間建立階段和在線定位階段，在離線信號空間的建立階段，主要的工作是在定位區域內選擇的參考點采集周圍無線接入點(AP)正常運行時發送的煙火信號信息，構建一個與參考點位置坐標相對應的AP信號強度的位置指紋庫，或稱為無線電地圖。在線定位階段中，用戶終端在某個位置點采集周圍AP發送的信號強度信息后，通過一定的搜索匹配算法匹配采集到的信號強度信息與位置指紋庫中信號強度信息，信號強度信息最相似的位置點作為用戶終端的定位結果。

位置指紋定位方案取得的定位精度很大程度上依賴于指紋庫的精確和指紋信息的充分程度。建立一個精確可靠的指紋庫，這一方案可以取得較高的定位精度，但其主要缺點之一在于，在信號空間的建立階段需要大量的數據采集，這一工作使得系統的建立需要耗費很多的人力與時間成本，并且因為系統定位精度與數據采集點密度密切相關，使得系統定位精度的進一步提高出現了難以逾越的瓶頸，從而降低了系統的易操作性與競爭力。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種WiFi室內定位系統中指紋庫的構建方法，在室內定位系統中，解決離線建立指紋庫的階段需要耗費很多人力和時間成本多次采集大量數據的問題，同時解決對AP進行選擇，剔除冗余的，模糊的AP信息，減少了指紋庫的容量。

本發明的技術方案：對定位區域網格化選取參考點，僅對部分參考點進行現場采集信號強度信息，其他未采集參考點的信號強度信息利用采集參考點強度信息進行插值推算得到，從而減少了需要現場采集參考點的個數；對每個AP信號強度信息進行完整性檢測及對檢測出有缺失數據的參考點數據進行填補，減少了對參考點需要多次采集的工作；對AP進行選擇，剔除冗余的，模糊，對位置點分辨率低的AP信息，保證了不降低指紋庫精度的情況下，減少了指紋庫的容量。

本發明一種WiFi室內定位系統中指紋庫的構建方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：在定位區域建立三維坐標系，確定定位區域內參考點和位置坐標，選出需采集的參考點，在采集參考點上采集接入點AP的信號強度(RSSI)等信息。