基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：移動終端，用于獲取周圍無線接入點(diǎn)的信號，同時(shí)獲得第一信號特征；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，耦合于移動終端，用于接收來自移動終端的第一信號特征，同時(shí)傳送第一信號特征；以及定位服務(wù)器，耦合于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，用于接收來自網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的第一信號特征，進(jìn)行定位運(yùn)算，從而得到移動終端的位置估計(jì)，其中定位服務(wù)器采用基于權(quán)值的指紋匹配定位算法。本發(fā)明提供的基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)克服了信號強(qiáng)度指示隨機(jī)擾動帶來的定位誤差，提高了定位精度。
【專利說明】基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，并且特別涉及一種基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展以及各種無線網(wǎng)絡(luò)的廣泛部署，基于WiFi等短 距離無線通信技術(shù)的定位技術(shù)由于不僅沒有視距要求，而且還無需另外搭建昂貴的定位基 礎(chǔ)設(shè)施而受到越來越多的關(guān)注。目前，基于WiFi等短距離無線通信技術(shù)的定位技術(shù)已成為 GPS等衛(wèi)星定位的有益補(bǔ)充，特別適合在室內(nèi)、地下等封閉和半封閉場景中應(yīng)用。
[0003] 無線定位技術(shù)是指對接收到的無線電波信號的特征參數(shù)進(jìn)行分析，進(jìn)而根據(jù)特定 的算法來計(jì)算被測物體所在的位置。常用的定位技術(shù)包括：測量信號強(qiáng)度，例如，接收信號 強(qiáng)度指示（Received Signal Strength Indication, RSSI);測量信號方向，例如，到達(dá)角度； 測量信號傳輸時(shí)間，例如，到達(dá)時(shí)間等。射頻指紋技術(shù)是通過測量被測點(diǎn)信號強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)定 位的，通過某個(gè)無線終端在某個(gè)位置被多個(gè)無線接入點(diǎn)（Access Point，AP)采集到的RSSI 組成指紋特征向量來表示對應(yīng)的位置，其中RSSI向量是由多個(gè)AP采集到的數(shù)據(jù)組合而成。
[0004] 指紋匹配方式定位算法建立在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，它主要包括離線訓(xùn)練和在線定位 2個(gè)階段，其中離線訓(xùn)練階段的任務(wù)是建立射頻信號強(qiáng)度向量和和客戶端位置間的一一對 應(yīng)關(guān)系，形成一個(gè)指紋庫。定位階段則使用實(shí)時(shí)采集的信號強(qiáng)度向量去匹配訓(xùn)練階段構(gòu)建 的指紋庫，從而獲得目標(biāo)的位置估計(jì)。因此，指紋定位選取的信號傳播模型、定位場景中AP 與位置指紋參考點(diǎn)的配置以及選取的定位算法均會影響定位精度。
[0005] 現(xiàn)有的基于射頻指紋匹配定位方法主要包括確定型和概率型兩種。其中，確定型 定位算法一般是在指紋庫中選擇與實(shí)時(shí)采集的射頻指紋距離最小的幾個(gè)點(diǎn)的質(zhì)心作為目 標(biāo)的位置估計(jì)。確定型定位算法的計(jì)算效率較高，但精度較低。概率型定位算法一般采用 貝葉斯估計(jì)理論，通過不同的似然函數(shù)，計(jì)算目標(biāo)位置的后驗(yàn)概率，并取后驗(yàn)概率最大的位 置點(diǎn)作為目標(biāo)的最終位置估計(jì)。概率型定位算法具有較高的定位精度和定位魯棒性，但計(jì) 算量相對較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：移動終端， 用于獲取周圍無線接入點(diǎn)的信號，同時(shí)獲得第一信號特征；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，耦合于所述移動終 端，用于接收來自所述移動終端的所述第一信號特征，同時(shí)傳送所述第一信號特征；以及定 位服務(wù)器，耦合于所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，用于接收來自所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的所述第一信號特征，進(jìn) 行定位運(yùn)算，從而得到所述移動終端的位置估計(jì)，其中，所述定位服務(wù)器采用基于權(quán)值的指 紋匹配定位算法。
[0008] 較優(yōu)地，所述第一信號特征包含信號強(qiáng)度特征向量。
[0009] 較優(yōu)地，還包括耦合與所述定位服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫。
[0010] 較優(yōu)地，所述定位服務(wù)器根據(jù)所述第一信號特征查詢所述數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行所述定位 運(yùn)算。
[0011] 較優(yōu)地，在所述指紋匹配定位算法的離線訓(xùn)練階段采集的數(shù)據(jù)多于在所述指紋匹 配定位算法的在線定位階段采集的數(shù)據(jù)。
[0012] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于WiFi的室內(nèi)定位方法，其特征在于，包括：移動終端 定期掃描周圍接入點(diǎn)的信號，同時(shí)將獲得的第一信號特征提交至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；所述網(wǎng)絡(luò)服 務(wù)器在接收所述移動終端提交的所述第一信號特征之后將所述第一信號特征傳送至定位 服務(wù)器；所述定位服務(wù)器根據(jù)所接收的所述第一信號特征查詢數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行定位運(yùn)算，從而 得到所述移動終端的位置估計(jì)，其中，所述定位服務(wù)器采用基于權(quán)值的指紋匹配定位算法； 以及所述移動終端在獲得定位結(jié)果后更新界面顯示。
[0013] 較優(yōu)地，所述第一信號特征包含信號強(qiáng)度特征向量。
[0014] 較優(yōu)地，在所述指紋匹配定位算法的離線訓(xùn)練階段采集的數(shù)據(jù)多于在所述指紋匹 配定位算法的在線定位階段采集的數(shù)據(jù)。
[0015] 本發(fā)明提供的基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法，采用了基于權(quán)值的指紋匹配定 位算法，克服了信號強(qiáng)度指示隨機(jī)擾動帶來的定位誤差，提高了定位精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于WiFi的室內(nèi)定位方法的具體流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0020] 圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意圖。如 圖1所示，室內(nèi)定位系統(tǒng)100包括移動終端102、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器104、定位服務(wù)器106和數(shù)據(jù)庫 108。
[0021] 在一實(shí)施例中，移動終端102用于獲取周圍AP的信號，同時(shí)將獲得的第一信號特 征110提交至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器104,其中，第一信號特征110包含信號強(qiáng)度特征向量。以Android 系統(tǒng)為例，其提供的接口能夠方便地實(shí)現(xiàn)這一功能，其接口實(shí)現(xiàn)的偽代碼如以下所示。

【權(quán)利要求】
1. 一種基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括： 移動終端，用于獲取周圍無線接入點(diǎn)的信號，同時(shí)獲得第一信號特征； 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，耦合于所述移動終端，用于接收來自所述移動終端的所述第一信號特征， 同時(shí)傳送所述第一信號特征；以及 定位服務(wù)器，耦合于所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，用于接收來自所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的所述第一信號 特征，進(jìn)行定位運(yùn)算，從而得到所述移動終端的位置估計(jì)，其中，所述定位服務(wù)器采用基于 權(quán)值的指紋匹配定位算法。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述第一信號特征包 含信號強(qiáng)度特征向量。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括耦合與所述定 位服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫。
4. 如權(quán)利要求3所述的基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位服務(wù)器根據(jù) 所述第一信號特征查詢所述數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行所述定位運(yùn)算。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于WiFi的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，在所述指紋匹配定位 算法的離線訓(xùn)練階段采集的數(shù)據(jù)多于在所述指紋匹配定位算法的在線定位階段采集的數(shù) 據(jù)。
6. -種基于WiFi的室內(nèi)定位方法，其特征在于，包括： 移動終端定期掃描周圍無線接入點(diǎn)的信號，同時(shí)將獲得的第一信號特征提交至網(wǎng)絡(luò)服 務(wù)器； 所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器在接收所述移動終端提交的所述第一信號特征之后將所述第一信號 特征傳送至定位服務(wù)器； 所述定位服務(wù)器根據(jù)所接收的所述第一信號特征查詢數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行定位運(yùn)算，從而得 到所述移動終端的位置估計(jì)，其中，所述定位服務(wù)器采用基于權(quán)值的指紋匹配定位算法；以 及 所述移動終端在獲得定位結(jié)果后更新界面顯示。
7. 如權(quán)利要求6所述的基于WiFi的室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述第一信號特征包 含信號強(qiáng)度特征向量。
8. 如權(quán)利要求6所述的基于WiFi的室內(nèi)定位方法，其特征在于，在所述指紋匹配定位 算法的離線訓(xùn)練階段采集的數(shù)據(jù)多于在所述指紋匹配定位算法的在線定位階段采集的數(shù) 據(jù)。
【文檔編號】H04W64/00GK104066175SQ201410288657
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】何宏萬 申請人:深圳市東信時(shí)代信息技術(shù)有限公司