[發明專利]適用于手機實現室內定位的基于WiFi-RTT測距定位系統及方法

有效

• 申請號: 202011063397.0
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112399350B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 李子申;郭笑塵;汪亮;王寧波
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W4/33;H04W64/00;G01S11/02;G01S5/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

本發明公開了適用于手機實現室內定位的基于WiFi?RTT測距定位系統及方法，包括中央處理單元、測距系統和定位系統；所述中央處理單元包括數據預處理模塊，所述數據預處理模塊包括系統誤差修正模塊、非視距數據處理模塊、無多路徑視距數據篩選模塊；測距系統用于獲得手機至可與手機通訊用路由器間的測距信息以及所述路由器位置信息；預處理模塊對數據進行預處理，定位系統對預處理后的數據進行定位解算獲得定位結果，本發明能夠消除鐘差帶來的影響，提供更精確的測距及定位結果。

技術領域

本發明屬于室內定位的技術領域，具體涉及一種適用于手機實現室內定位的基于WiFi-RTT測距定位系統及方法。

背景技術

基于位置服務的應用使得定位技術受到越來越多的關注，同時對定位結果的精度提出了更高的要求。隨著智能手機的普及和應用，提供多種基于位置服務的手機會成為未來大眾高精度定位的主要載體。由于基于全球導航衛星系統(GNSS)的導航信號在室內很難被接收到，因此不能被用于室內定位。為解決室內定位問題，已經提出了多種技術方案，如基于WiFi、超寬帶、藍牙、慣性傳感器等，與其它技術相比，WiFi因龐大的受眾和低廉的價格受到更多的關注。ToA、TDoA等測距方式因時鐘誤差使得測距結果偏差嚴重，以此用來定位是極度不合理的。RTT測距方式因消除鐘差帶來的影響可以提供更精確的測距結果，目前尚未提出合理的測距及定位方案。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種適用于手機實現室內定位的基于WiFi-RTT測距定位系統及方法，能夠消除鐘差帶來的影響，提供更精確的測距及定位結果。

實現本發明的技術方案如下：

一種適用于手機實現室內定位的基于WiFi-RTT測距定位系統，包括中央處理單元、測距系統和定位系統；所述中央處理單元包括數據預處理模塊，所述數據預處理模塊包括系統誤差修正模塊、非視距數據處理模塊、無多路徑視距數據篩選模塊；

所述測距系統用于獲得手機至可與手機通訊用路由器間的測距信息以及所述路由器位置信息；

所述系統誤差修正模塊、非視距數據處理模塊、無多路徑視距數據篩選模塊分別對所述測距信息及所述路由器位置信息進行系統誤差修正、非視距數據處理和無多路徑視距數據篩選；

所述定位系統對預處理后的數據進行定位解算獲得定位結果。

進一步地，所述系統誤差修正模塊不將系統誤差作為常數性系統誤差處理。

進一步地，在非視距數據處理模塊中，非視距數據作為恒值誤差被半參數模型中非參數部分吸收。

進一步地，在無多路徑視距數據篩選模塊中，通過數據篩選提煉出視距結果均值參與定位解算，以減少定位誤差。

進一步地，所述測距系統包括手機測距軟件、WiFi連接單元、可與手機通訊用路由器和云服務器，所述手機測距軟件通過WiFi連接單元向所述可與手機通訊用路由器發送通訊命令，所述可與手機通訊用路由器支持IEEE 802.11mc協議，所述可與手機通訊用路由器與所述云服務器連接，所述云服務器向所述手機測距軟件提供可與手機通訊用路由器位置信息，所述路由器位置信息包括路由器橫坐標信息、路由器縱坐標信息和路由器高程信息。

進一步地，所述手機測距軟件可顯示返回值，所述返回值包括測距信息和所述路由器位置信息，所述測距信息包括距離值、距離值標準差、RSSI、時間戳、請求通訊次數和通訊成功次數，所述距離值是所述通訊成功次數所得結果平均值，所述距離值標準差是所述通訊成功次數所得結果距離值標準差，所述RSSI是所述通訊成功次數所得RSSI平均值，所述時間戳為可溢出九位數字時間戳，所述請求通訊次數不超過16，所述通訊成功次數小于所述請求通訊次數。

一種適用于手機實現室內定位的基于WiFi-RTT的定位方法，包括以下步驟：

步驟一、獲得手機至可與手機通訊用路由器間的測距信息以及所述路由器位置信息；