[發明專利]一種基于智能手機的室內樓層定位方法

有效

• 申請號: 201711376852.0
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108156580B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 余敏;阮超;郭杭
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: H04W4/021
• 分類號: H04W4/021;H04W4/33;G01S5/02;G01S11/06
• 代理公司: 11246 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙艾亮

1.一種基于智能手機的室內樓層定位方法，應用于智能手機對樓層進行定位，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

第一步，在入口區域劃定檢測區域，建立該區域的位置指紋數據庫，根據用戶智能手機接收到的WiFi信號強度指示向量在所述位置指紋數據庫中的匹配結果，結合“進入”檢測算法，判斷用戶當前是否發生進入待定位建筑物的行為，若發生，則賦予其樓層定位初始位置：一樓；

第二步，根據上下樓行為檢測算法，判斷用戶是否發生上樓或下樓行為，若發生，進一步根據上樓或下樓開始和結束時的氣壓估算用戶在垂直方向移動的距離，進而計算出用戶在上樓或下樓期間樓層的改變量；

第三步，根據所述樓層定位初始位置和所述上樓或下樓期間樓層的改變量計算得到用戶當前所在的樓層數；

第四步，根據用戶智能手機接收到的WiFi信號強度指示向量，運用K-means聚類算法對樓層空間用戶進行聚類分組，已定位樓層的用戶將其當前樓層信息上傳至樓層定位服務器，進行位置信息共享，樓層定位服務器將該樓層信息賦予與該用戶同組的全體用戶，即該組全體用戶獲得新的樓層定位初始位置，只要有了初始位置信息，就可以結合上述第二步、第三步計算出任意時刻用戶所在的樓層數。

2.根據權利要求1所述的基于智能手機的室內樓層定位方法，其特征在于，所述劃定檢測區域，建立該區域的位置指紋數據庫的步驟包括：

將靠近入口的室外和室內部分區域劃定為檢測區域，建立平面坐標系，對此檢測區域進行網格劃分，將各網格頂點設定為參考點，順序編號，采集各參考點處各AP的RSS，連同參考點的位置坐標，作為一條指紋，存入位置指紋數據庫；對于任一編號為i的參考點，其指紋的樣式如下：

其中RSSI_ik為參考點處接收到編號為k的AP的RSSI，為參考點i處的信號強度指示向量。

3.根據權利要求1所述的基于智能手機的室內樓層定位方法，其特征在于，所述用戶智能手機接收到的WiFi信號強度指示向量在所述位置指紋數據庫中匹配的步驟包括：

按一定周期T獲取實時信號強度指示向量(其中N為計數變量，N＝0,1,2,3,...)，計算其與位置指紋數據庫中每一個信號強度指示向量的歐式距離：

其中1≤i≤m，m為參考點總數目，選取與歐氏距離最小的信號強度指示向量所對應的位置坐標，作為實時定位結果，記為(x_t^*，y_t^*)。

4.根據權利要求1所述的基于智能手機的室內樓層定位方法，其特征在于，所述“進入”檢測算法的步驟包括：

(1)檢測用戶是否接收到檢測區域所有AP信號，若是，執行步驟(2)，若否，算法執行結束；

(2)設定計數變量N初始值為0，時間變量t初始值為NT，用戶智能手機獲取實時信號強度指示向量在位置指紋數據庫中匹配得到實時定位結果(x_t^*，y_t^*)，接著執行步驟(3)；

(3)判斷步驟中(x_t^*，y_t^*)是否位于檢測區域的室外邊界上或者位于檢測區域的內部，若是，執行步驟(4)，若否，算法執行結束；

(4)計數變量N執行N＝N+1，時間變量t＝NT作相應更新，用戶智能手機獲取實時信號強度指示向量在位置指紋數據庫中匹配得到實時定位結果(x_t^*，y_t^*)，接著執行步驟(5)；

(5)判斷步驟中(x_t^*，y_t^*)是否位于檢測區域的室內邊界上，若是，則判定用戶當前發生進入待定位建筑物的行為，并賦予其樓層定位初始位置：一樓，算法執行結束，若否，返回執行步驟(3)～(5)。