[發明專利]一種基于眾包數據的室內定位方法

有效

• 申請號: 201810731808.5
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN109141420B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 陳媛芳;吳鋌;胡偉通;王瀟皓;張辰婷
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;H04W64/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明涉及一種基于眾包數據的室內定位方法。本發明首先搭建分布式的實時計算系統,實時計算系統遵循基于移動通信的網絡輔助體系結構。然后數據分析中心收集數據、采用LiCS算法實時分析與定位：數據分析中心實時收集步驟一中各個移動終端上報的數據，每一條記錄包含用戶最新的時間戳；數據分析中心運行LiCS算法對收集到的數據進行實時分析與定位。最后，數據分析中心將目標的準確定位發送至移動終端。本發明實時更新位置估計、定位更準確、無需專門硬件、無需在移動設備上進行專門設置、免除明顯的校準工作、無需相關地圖、對環境動態變化具有適應性，更加便于推廣。

技術領域

本發明屬于基于移動設備和眾包技術的室內定位技術領域，涉及一種基于眾包數據的室內定位方法。

背景領域

利用室內無線局域網進行室內環境中的目標定位對于基于位置的應用和服務來說重要卻又困難。這些應用和服務可以是有針對性的廣告、地理社交網絡和緊急服務等。人們提出了許多基于無線信號的解決方案，然而這些方案或多或少都需要專門的基礎設施或者預先進行大范圍的部署和現場勘查。由于人們都已經習慣攜帶移動設備，這使得我們可以利用眾包數據來設計室內定位系統。

基于移動設備和眾包技術的室內定位技術具有兩方面的背景：1)基于移動設備的室內定位；2)基于眾包技術的室內定位。在移動計算環境下，用戶可以攜帶著智能手機之類的感知設備隨意走動，或者在固定傳感器的工作范圍內走動。無論哪種情況，用戶的位置信息都可以被一些應用利用，這些應用稱為基于位置的服務。雖然通過移動網絡運營商的無線電通訊網絡(如GSM網、CDMA網)或外部定位方式(如GPS)，可以獲取移動終端用戶的位置信息(地理坐標或大地坐標)，很好地實現室外定位，但是室內定位在許多情況下還存在難點。眾包是一種通過大量的網絡用戶來獲取資源的方法，人們可以借助眾包技術來開發應用服務，或改進算法性能。借助于眾包數據和無線移動設備，并作為一種重要的基礎服務，諸如基于GSM、Bluetooth或WiFi的室內定位技術已經得到了擴展，定位的準度也得到了提升。一些需要事先校準的基于眾包的定位方法往往很繁瑣，因為每當改變信號發射器的擺放位置，或者由于其他原因使得室內環境有重大變化時，都必須重新校準。

現有室內定位方法的主流是基于WiFi信號建立指紋數據庫，這里指紋是指無線信號的特征，由多個參考點上來自不同無線訪問接入點的WiFi信號的RSS(接收信號強度，Received Signa] Strength)的統計值建立，并將人體運動與預先獲得的指紋聯系起來。典型的方法有LiFS，該方法通過在室內預先部署多個參考點，將參考點上各無線訪問接入點的WiFi信號的RSS平均值保存下來，建立指紋數據庫，當用戶發送定位請求和他當前的指紋信息之后，LiFS會在指紋數據庫中找出它認為的最佳匹配，然后依此計算并返回最終定位。本發明提出了一種通過感知和分析室內環境中的WiFi和藍牙信號的室內定位方法，該方法無需專門硬件設備和預先部署，在一個分布式的實時計算系統上運行自行設計的LiCS算法，該算法先通過EM聚類實現群體行為識別，然后以時序信息作為輸入，訓練一個神經網絡，輸出目標的準確定位。

發明內容

本發明提出了一種基于眾包數據的室內定位方法。

本發明包括如下步驟：

步驟一：搭建分布式的實時計算系統：

實時計算系統遵循基于移動通信的網絡輔助體系結構，看作N個固定信號發射器T＝{t₁，r₂，…t_N}和M個移動信號接收器R＝{r₁，r₂，…r_M}組成的無線網，各個移動終端周期性地通過數據庫向數據分析中心上報數據。具體實施時固定信號發射器指WiFi路由器或支持藍牙的個人電腦，移動信號接收器指各個用戶支持WiFi和藍牙的移動終端。