[發(fā)明專利]一種基于WiFi室內定位的導航推車系統(tǒng)及定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611029599.7
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN107063251B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 張梅;申文波;朱金輝
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于WiFi室內定位導航推車系統(tǒng)的定位方法，所述WiFi室內定位導航推車系統(tǒng)包括可移動推車、人機交互界面、速度探測模塊、方向探測模塊、WiFi探測模塊、定位數(shù)據(jù)處理模塊、map數(shù)據(jù)構建模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊；其中可移動推車用于為WiFi室內定位導航推車系統(tǒng)提供搭載平臺，同時用于數(shù)據(jù)采集時移動遍歷室內位置；人機交互界面用于WiFi室內定位導航推車系統(tǒng)提供定位服務時展示室內空間地圖以及定位過程中人機交互表達；速度探測模塊內置的轉速傳感器通過車輪轉動來獲取可移動推車實時速度；方向探測模塊內置電子羅盤傳感器及陀螺儀傳感器，能實時感知可移動推車方向和旋轉角速度；WiFi探測模塊內置無線網卡，能實時獲取環(huán)境中可感知到的WiFi接入點的接收信號強度和MAC地址，用于位置指紋數(shù)據(jù)庫建立及定位時數(shù)據(jù)獲取；定位數(shù)據(jù)處理模塊用來融合速度探測模塊、方向探測模塊、WiFi探測模塊的信息，計算出實時位置并展示到人機交互界面；map數(shù)據(jù)構建模塊用于在構建位置指紋數(shù)據(jù)庫時將WiFi探測模塊采集到的原始數(shù)據(jù)轉換為位置指紋矩陣和梯度指紋向量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲預先構建的位置指紋數(shù)據(jù)庫信息及室內地圖圖片信息；

其特征在于，將待定位區(qū)域按照1m*1m柵格進行劃分，將每個柵格的中心作為一個采樣點，采樣時將可移動推車移動至采樣點，開啟采樣后map數(shù)據(jù)構建模塊以1HZ的頻率獲取WiFi探測模塊的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)采樣，對于每個采樣點采集1000組區(qū)域內所能接收到的WiFi接入點的接收信號強度值，在采樣點采樣完畢后map數(shù)據(jù)構建模塊將對在采樣點采集到的WiFi接入點的接收信號強度值做數(shù)據(jù)映射處理；

所述數(shù)據(jù)映射處理具體過程是：對每組接收信號強度值按照WiFi向量排列順序組成一個行向量作為該采樣點的一個指紋向量；將每個采樣點的1000組指紋向量組成一個列向量作為該采樣點的位置指紋矩陣；將采樣點的位置指紋矩陣中的元素值按照列求平均作為采樣點的平均指紋向量，對平均指紋向量做梯度化處理后得到梯度指紋向量；同時記錄當前采樣點的地理位置坐標，將位置指紋矩陣和梯度指紋向量分別按照地理位置坐標，位置指紋矩陣和地理位置坐標，梯度指紋向量數(shù)據(jù)格式保存到數(shù)據(jù)存儲模塊中，構成位置指紋數(shù)據(jù)庫；

所述WiFi向量排列順序為對于所有采樣點按照WiFi接入點的MAC地址從小到大進行排列；

所述梯度化處理過程是：在平均指紋向量的基礎上，將平均指紋向量的第1個值分別與第2個、第3個、……、第N個值求差得到行向量A₁，將平均指紋向量的第2個值分別與第3個、第4個、……、第N個值求差得到行向量A₂，依次進行直至將平均指紋向量的第N-1個值與第N個值求差得到行向量 A_N-1；最終將A_1,A_2,…,A_N-1按照(A_1,A_2,…,A_N-1)格式組成一個行向量作為梯度指紋向量，其中N為WiFi接入點的個數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于WiFi室內定位導航推車系統(tǒng)的定位方法，其特征在于人機交互界面采用可觸控液晶顯示屏，液晶顯示屏具備顯示用戶實時位置、周邊環(huán)境、地圖放大縮小按鈕、目的地查找的功能，同時液晶顯示屏具備對map數(shù)據(jù)構建、定位開啟/關閉的控制功能；所述定位數(shù)據(jù)處理模塊通過RS-232串口實時獲取方向探測模塊、WiFi探測模塊以及速度探測模塊的數(shù)據(jù)，同時定位數(shù)據(jù)處理模塊還具備網絡通信功能，能夠與外界通過以太網進行信息交換。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于WiFi室內定位導航推車系統(tǒng)的定位方法，其特征在于所述定位數(shù)據(jù)處理模塊每隔1s執(zhí)行一次定位計算，并將結果顯示到人機交互界面，同時所述定位數(shù)據(jù)處理模塊還具備自主定位功能，能夠實時響應用戶定位請求。