[發明專利]一種基于Wi-Fi的室內定位方法

有效

• 申請號: 201610237189.5
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105722217B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 陳月云;李文風
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/12;H04W4/02;H04W4/33
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明公開了一種基于Wi?Fi的室內定位方法，所述方法首先通過待定點的偏移位置計算出真實位置、偏移位置及所有相鄰節點所組成的四邊形的面積，再結合信號強度變化，建立計算待定點真實位置、偏移位置與第i個節點和第i+1個節點所組成的四邊形面積的第一方程；另一方面，根據海倫三角形面積法得到第二方程，將兩個方程聯立，并對Wi?Fi所有節點進行方程聯立，求方程組的解代入三邊質心定位算法中進行定位。本發明以Wi?Fi節點的位置信息和信號強度為基礎，基于路徑損耗模型和海倫三角形面積法，對測量距離進行優化，消除了NLOS對室內定位的影響，有效的提高了定位精度，解決了需要獲得NLOS統計特性或歷史信息的問題。

技術領域

本發明屬于空間定位技術領域，具體涉及一種基于Wi-Fi的室內定位方法。

背景技術

空間定位技術不僅應用于軍事領域，隨著網絡技術的不斷發展，也越來越多的應用在民用領域。尤其是在移動互聯網時代的今天，基于位置的服務已經成為移動互聯網應用的關鍵環節。

目前常用的空間定位系統有全球定位系統(Global PositioMiMg System,GPS)和北斗導航定位系統。這兩種定位系統可在無遮擋環境下滿足室外定位的要求，可是當在室內環境或建筑物密集的街道中，由于衛星信號被建筑物等阻隔，定位精度低，難以達到室內定位的要求。隨著IEEE802.11技術的成熟，Wi-Fi的應用已經十分普遍。雖然Wi-Fi并不是為定位而設計，但Wi-Fi的接入點(Access PoiMt,AP)定期發送的信號中所含的接收信號強度(Received SigMal StreMgth,RSS)信息為定位提供了可能性，將其應用于定位場合受到了學術界與產業界的極大關注。

但是，由于室內環境下障礙物比較多，Wi-Fi信號很多時候無法通過LOS(LiMe ofSight)路徑到達，而只能通過MLOS(MoM LiMe of Sight)路徑傳播，從而使電磁信號經歷了由障礙物引起的附加傳播損耗，使得基于接收信號強度指示(Received SigMal StreMgthIMdicatioM,RSSI)的測距不準確，因此MLOS路徑傳播對定位精度影響很大，如何識別和消除MLOS傳播造成的影響，成為提高室內定位精度的一個關鍵因素。

現有技術中，研究人員已經提出了幾種鑒別和抑制MLOS誤差的方法，其中，鑒別方法主要包括：Wylie識別算法、殘差分析判決法、假設檢驗判決法等；抑制算法主要有殘差加權(Rwgh)算法、加權最小二乘(WLS)算法、帶約束條件的最優化求解算法等。但這些方法都需要MLOS誤差的統計特性或歷史信息，而在實際應用中獲得這些統計特性或歷史信息的難度很大，不利于定位精度的提高，同時增加了定位技術的開發難度。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種基于Wi-Fi的室內定位方法，通過計算幾何面積來進行測距優化，有效消除了NLOS因素對室內定位造成的影響，提高了定位精度。

根據本發明的一個方面，提供了一種基于Wi-Fi的室內定位方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1，計算待定點到Wi-Fi第i個節點和第i+1個節點的第i個測量距離和第i+1個測量距離，得到待定點的第i個偏移位置；

步驟2，計算待定點真實位置與Wi-Fi室內所有相鄰節點所組成的三角形面積之和得到第一總面積，同時計算待定點所有偏移位置與Wi-Fi室內所有相鄰節點所組成的三角形面積之和得到第二總面積，計算所述第二總面積與所述第一總面積的差記為偏移總面積；

步驟3，根據信號衰減值與所述偏移總面積建立計算待定點真實位置、第i個偏移位置與第i個節點和第i+1個節點所組成的四邊形面積的第一方程；

步驟4，根據所述第i個測量距離、第i+1個測量距離、第i個節點到第i+1個節點的距離及海倫公式，計算待定點的第i個偏移位置與Wi-Fi第i個節點和第i+1個節點所組成的三角形面積記為第i個測量面積；