[發明專利]一種基于Android平臺的高精度室內定位系統設計

在審

• 申請號: 201810264798.9
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108663042A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 李長庚;廖博文
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種基于Android平臺的高精度室內定位系統設計。首先針對傳統的室內定位方案定位精度較低這一瓶頸，設計一種基于Wi?Fi位置指紋法的定位方案，提高定位精度。然后采用自校準的方案自動更新Wi?Fi指紋庫，提高Wi?Fi指紋庫的適應能力，并降低需要定期更新Wi?Fi指紋庫所帶來的成本消耗。最后在Android平臺中，采用模塊化的思路研發地圖模塊、應用界面和算法模塊等功能模塊，完成定位系統設計。本發明中提出的基于Android平臺高精度室內定位系統設計，定位精度高，自動更新Wi?Fi指紋庫，在地圖上實時顯示當前位置，達到商業化應用中實時定位和高精度要求，對商業生產有一定經濟效益。

技術領域

本發明屬于室內定位技術領域，具體涉及基于Android的Wi-Fi室內定位技術，以及多種室內定位算法，如Wi-Fi位置指紋算法和行為推測法，可以應用于大型商場、停車場、辦公樓等場景下的定位服務。

背景技術

隨著社會的不斷發展，人們有80%-90%的時間在室內活動，室內的位置服務需求也越來越大。一方面，由于室內環境復雜，GPS在室內的定位效果較差，另一方面，基于IEEE802.11通信協議的無線局域網絡（WLAN）的大面積鋪設，以及具有無線功能的筆記本電腦和各種智能終端的廣泛普及，尤其是Android系統的不斷發展，基于WLAN的室內定位技術的成本低、覆蓋廣等優勢更加明顯，在Android系統中開發基于WLAN的室內定位技術在近幾年得到了飛速的發展。

目前，國內外基于Android平臺的室內定位技術的定位精度依然難以達到室內定位服務的要求，導致室內定位服務一直難以商業化，并且Wi-Fi位置指紋庫的創建和維護的時間成本較高，難以大面積開展。

發明內容

本發明的目的是解決現有基于Android平臺的室內定位系統定位精度不夠高、Wi-Fi位置指紋數據庫創建和維護成本較高的問題，提供一種基于Android平臺的室內定位系統設計，該定位系統通過對Wi-Fi指紋數據庫中的數據進行分析，提出更有效的Wi-Fi特征向量來計算位置信息，提高定位精度，并通過自更新數據庫的方式，減少數據庫的更新頻率，從而降低數據庫的維護成本。

本發明提供的一種基于Android平臺的室內定位系統設計，其特征在于：該設計包括一個操作界面、一個地圖模塊，一個硬件模塊和一個算法模塊。具體而言，包括以下幾個步驟：

1）操作界面：操作界面是人機交互的關鍵，是一個定位應用系統的直接展示，用戶處在哪個位置將在操作界面的地圖上顯示出來，用戶所需要的一些定位參數設置也在操作界面中進行選擇，比如地圖的選擇、定位的刷新頻率等。

2）地圖模塊：地圖模塊是定位應用系統處理地圖顯示的模塊，地圖的放大縮小以及移動等操作所對應的算法都在地圖模塊中，本發明使用圖片作為地圖的底層圖層，讓用戶可以對任何場景進行定位，用戶只需將圖片導入到地圖模塊，并對新創建的數據庫進行一定的采集工作就可以實現實時定位。

3）硬件模塊：硬件模塊是定位系統獲取周圍環境數據的通道，包括Wi-Fi接收器、加速度傳感器以及陀螺儀，定位系統通過硬件模塊采集所處環境下的Wi-Fi信號RSSI值、加速度數據以及手機的方向角等信息，采集到的數據將傳入到算法模塊。

4）算法模塊：算法模塊是定位系統的核心模塊，算法模塊包括數據預處理算法、定位算法以及反饋算法，定位算法由位置指紋法以及行人航位推測法構成，其中位置指紋法采用二次定位的思路進行改進，先定域，在域內對AP進行篩選，再在域內用特征向量比值法進行定位。硬件模塊將采集到的數據傳入到算法模塊后，算法模塊將對采集到的數據進行預處理，通過定位算法計算得出用戶的當前位置，并將當前位置的坐標傳入操作界面，在操作界面的地圖中顯示用戶的當前位置，并在實時定位時，通過反饋算法對已有的數據庫進行實時更新。

與現有的基于Android平臺的室內定位系統相比，本發明的有益效果是：