[發明專利]一種使用商用AP定位多種商用移動設備的室內定位系統及定位方法

在審

• 申請號: 202010961307.3
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112235739A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 楊盤隆;李向陽;萬成晨
• 申請（專利權）人: 德清阿爾法創新研究院
• 主分類號: H04W4/33
• 分類號: H04W4/33;H04W4/35;H04W4/02;H04W64/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳琦;陳繼亮

一種使用商用AP定位多種商用移動設備的室內定位系統及定位方法，該系統包括：定位輔助AP監聽主AP與待定位移動設備的通信過程；4個APs計算CSI數據并利用發送程序傳輸到數據存儲處理服務器的Kafka隊列中；GPU加速AOA計算模塊從Kafka隊列中提取CSI數據并計算AOA數據；三角定位算法模塊利用GPU加速AOA計算模塊計算出的AOA信息獲得待定位商用移動設備的最后位置。系統能使用商用AP定位多種商用移動設備，解決了現有系統無法使用商用AP來定位不同種類的商用移動設備的難題；系統操作和部署簡單；準確率相對較高，定位誤差90cm。

技術領域

本發明涉及無線定位領域，尤其涉及一種使用商用AP定位多種商用移動設備的室內定位系統及定位方法。

背景技術

精確的室內位置信息是GPS無法提供的，有許多重要的應用場景。室內導航服務是直接從室內定位中獲益的應用。在大型購物中心，顧客可以快速知道他們感興趣的產品區域在哪里。員工安排問題將得到改善。室內定位系統可以提供大型體育賽事中工作人員的位置分布，幫助管理者指導附近的工作人員響應參與者的需求。室內定位還可用于醫療監測，當室內定位系統注意到病人離開某個安全區域時，它會通知醫務人員病人的當前位置。

目前的室內定位技術，包括紅外線定位技術、超聲波定位技術、超帶寬(Ultra-wide Bandwidth，UWB)定位技術、射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)定位技術、WiFi定位技術等。不同的技術的部署難度和定位精度不同。WiFi由于其廣泛的部署和分米級的定位精度，近年來成為室內定位的潮流技術。

然而，目前基于WiFi技術的室內定位系統多使用非商用AP來實現定位且只能定位專用設備。比如：在多AP協同定位系統中，SpotFi系統要求多AP能接收到同一設備的信息，因此要求待定位設備支持CSI TOOL中的Monitor模式，而手機不具備這樣的條件，ArrayTrack使用USRP而非商用的WiFi設備且需要在WiFi設備上外接多根天線。在單AP定位系統中，SPRING系統要求待定位設備支持FTM協議，而許多手機不支持FTM協議，這將導致許多手機不能使用定位服務。Chronos系統要求待定位設備能接收CSI信息，而目前能提供CSI信息的網卡只有Intel5300和Atheros系列下的Atheros 9580、9530等。MonoLoco系統，要求待定位設備有三根天線，而手機、平板等設備只有兩根或一根天線。AWL系統使用USRP完成對單AP的定位且使用多個頻帶信息，干擾了發送端和接收端之間的正常通信。如何能使用現有商用AP實現對不同的商用移動設備定位仍舊是目前WiFi室內定位領域一個有挑戰的問題。本發明就旨在使用商用AP在室內實現像GPS一樣便利的同時對多種商用移動設備實現定位的系統。

發明內容

基于現有技術所存在的問題，本發明的目的是實現一個使用商用AP對不同的商用移動設備實現定位系統和方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種使用商用AP定位多種商用移動設備的室內定位系統，包括：四個連接有3根天線的商用APs，一個配有GPU加速模塊的數據處理服務器，多個待定位商用移動設備；其中，所述四個APs的初始位置為固定已知，且部署在室內的不同位置，四個APs中有一個AP具有IP地址分配功能為主AP，其它三個APs為定位輔助AP，所述主AP能和多個待定位商用移動設備通信并計算通信過程的CSI信息，定位輔助APs能監聽主AP和待定位手機的通信過程并計算通信過程的CSI信息。四個AP在計算CSI信息后將CSI信息傳輸給GPU加速模塊；所述待定位商用移動設備部署在四個APs所圍成的幾何圖形內部，所有待定位商用移動設備能連接上具有分配IP地址功能的AP，并和該AP正常通信。所述配有GPU加速模塊的數據處理服務器，能夠接收4APs傳出的CSI信息，并分類出不同商用移動設備的CSI信息，使用GPU加速模塊計算不同AP和商用移動設備之間的AOA，運行定位算法對不同商用移動設備實現定位。