[發明專利]一種使用路徑信息校準的射頻定位方法和裝置

有效

• 申請號: 201711236803.7
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN109839613B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 羅海勇;陳紹猛;趙方;邵文華;王曲
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所;北京郵電大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

本發明涉及一種使用路徑信息校準的射頻定位方法和裝置，包括：在定位區域及路徑兩側均勻部署射頻信標，測量并記錄射頻信標部署的位置坐標；用戶通過定位終端解析射頻信標的無線報文，得到射頻信標的信標標識以及接收信號強度或無線信號飛行時間信息，并通過讀取描述信標位置信息的信標部署文件，獲取各射頻信標的位置坐標，使用定位算法得到用戶的初始位置估計坐標，然后進一步根據地圖信息中的路徑信息對初始位置估計坐標進行校準處理，得到最終位置坐標。由此本發明實現高精度的定位效果以及通過地圖路徑校準的方式可以將定位算法計算產生的定位結果輸入到路徑信息修正算法中進行定位坐標修正，改善用戶體驗。

技術領域

本發明涉及無線定位領域，特別涉及一種使用路徑信息校準的射頻定位方法和裝置。

背景技術

近年來隨著現代社會城市化進程的逐步推進和居民生活水平的不斷提高，人們對于位置服務的需求比以往更為迫切，同時對定位精度、定位能耗、多方位性、全時空性(無縫隙,無死角,全天候定位)提出了更高的要求。近年來，基于位置的服務LBS(Location?BasedService?LBS)已經成為人們關注的重點和研究的熱點，位置感知技術(即定位技術)作為基于位置服務的關鍵技術，受到了來自國內外的大型商業公司、科研院所、高校的重點關注，同時成為國防、經濟建設和社會生活的重要組成部分。

現如今，以全球定位系統GPS為代表的室外定位技術發展日趨完善，作為最為成熟的無線定位技術，衛星定位技術已經成功實現了商業化的普及和應用，在室外定位上有著卓越的能力，然而由于城市中高樓大廈林立，衛星信號因遭受阻擋而難以穿透鋼筋混凝土建筑捕捉到室內人們的位置坐標，因此在室內，由于各種環境因素的制約，傳統的定位技術難以滿足室內定位需求，對于室外諸如停車場區域，室外定位技術也無法滿足精度需求。

隨著移動智能終端技術的不斷發展，以智能手機為代表的智能終端制作工藝相當成熟并已成功地在人們生活中普及，移動互聯網時代的到來逐漸地改變著人們的工作、生活、學習方式。智能終端自身具有相當強大的信息計算處理能力，同時終端內置各種智能傳感器可以實時了解用戶行走過程中加速度、行走方向、用戶所處環境地磁、氣壓、溫濕度、Wi-Fi、藍牙等信息，綜合利用這些信息，可以構建室內用戶與物理空間之間的映射關系，因此，基于智能終端帶來的各種用戶、環境信息，利用智能終端搭載室內定位系統實時了解用戶室內位置成為可能。

此外，目前Android、iOS、Windows?phone等主流的智能手機操作系統都提供了開放的射頻信號接收接口，使用射頻信號定位幾乎覆蓋了市場上所有的智能終端類型。成本低廉、部署方便、功耗極低、技術成熟使得射頻定位技術在定位研究中得到越來越多的應用與推廣。

現有技術存在的缺點包括：

1.定位算法基于信號傳播模型推算距離，由于信號波動性、時變性較強，定位精度受到影響；此外，需要在部署階段進行大量測量和計算，構建室內射頻信號傳播衰減模型，部署數據采集及訓練工作量過大。

2.定位所使用的平面定位地圖或立體定位地圖中不包含有室內拓撲結構如路徑、POI(Point?Of?Interest興趣點)、不可達區域等信息標識，信息多樣性不足。

3.定位結果沒有結合地圖信息進行修正，存在定位位置漂移、進入不可達區域或出現穿墻現象，用戶體驗較差。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺點，本發明的目的在于解決以下技術問題：

1.定位精度不高。由于射頻信標設備發射的射頻信號存在較強的波動性以及時變性，僅僅使用基于無線信號傳播衰減模型進行測距定位推算或者質心定位均會產生較大位置跳動，導致定位精度不高。使用地圖信息對定位結果進行校準，可有效消除由射頻信號波動產生的定位結果穿墻、在路徑上來回跳動、進入不可達區域等問題，提高定位精度和魯棒性。