即可得到移動(dòng)設(shè)備所處 的位置，因此可W將基于測(cè)距的方法和基于指紋的方法結(jié)合，彌補(bǔ)測(cè)距方案精度不高的劣 勢(shì)，并可降低指紋方案的開銷，獲得高精度、實(shí)時(shí)的定位。
[0030] 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(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W 根據(jù)該些附圖獲得其它的附圖。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明基于信道狀態(tài)信息測(cè)距的輕量級(jí)指紋室內(nèi)定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖2是本發(fā)明的定位方法實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0033] 圖3是本發(fā)明中室內(nèi)場(chǎng)景劃分及參考位置點(diǎn)選取示意圖；
[0034] 圖4是本發(fā)明中提供的適用于常見室內(nèi)空間的參考位置點(diǎn)選取示意圖；
[0035] 圖5是本發(fā)明中提供的適用于走廊空間的參考位置點(diǎn)選取示意圖；
[0036] 圖6是本發(fā)明中信道沖激響應(yīng)及有效信號(hào)起始點(diǎn)示意圖；
[0037]圖7是本發(fā)明中對(duì)信道沖激響應(yīng)選取感興趣值進(jìn)行指紋計(jì)算的示意圖；
[003引圖8是本發(fā)明中對(duì)同一位置所生成的一組指紋信息示意圖；
[0039] 圖9是本發(fā)明中對(duì)自適應(yīng)路徑損耗系數(shù)A和自適應(yīng)環(huán)境因子C進(jìn)行擬合后的結(jié) 果；
[0040] 圖10是本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行位置確定的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0042] 參照?qǐng)D1，本發(fā)明的輕量級(jí)指紋室內(nèi)定位系統(tǒng)包括；數(shù)據(jù)獲取模塊、預(yù)處理模塊、 指紋地圖構(gòu)建模塊和定位模塊，其中：
[0043] 數(shù)據(jù)獲取模塊：用于將室內(nèi)場(chǎng)景劃分為環(huán)狀并W直線距離D為間隔選擇參考位置 點(diǎn)，具體的，W發(fā)射機(jī)在室內(nèi)場(chǎng)景中的位置為圓屯、，W半徑增量為D的一系列環(huán)路對(duì)室內(nèi)場(chǎng) 景進(jìn)行劃分；對(duì)于每個(gè)圓環(huán)，W直線距離D為間隔選擇參考位置點(diǎn)；對(duì)每個(gè)參考位置點(diǎn)通過 正交頻分復(fù)用技術(shù)獲取信道狀態(tài)信息，具體的，在每個(gè)參考位置點(diǎn)連續(xù)采集M組信道狀態(tài) 信息，并將獲取到的信道狀態(tài)信息傳遞給預(yù)處理模塊；
[0044] 預(yù)處理模塊；用于將數(shù)據(jù)獲取模塊獲取得到的信道狀態(tài)信息通過反向傅里葉變換 轉(zhuǎn)換為信道沖激響應(yīng)，濾除信道沖激響應(yīng)中因相位漂移導(dǎo)致的數(shù)據(jù)噪聲，W得到信道沖激 響應(yīng)中有效信號(hào)數(shù)據(jù)的起始點(diǎn)標(biāo)號(hào)，并根據(jù)當(dāng)前定位所處的階段對(duì)濾噪后的信道沖激響應(yīng) 數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞；若當(dāng)前定位處于指紋地圖構(gòu)建階段，則將濾噪后的信道沖激響應(yīng)數(shù)據(jù)傳遞 給指紋地圖構(gòu)建模塊；若當(dāng)前定位處于對(duì)移動(dòng)設(shè)備的位置計(jì)算階段，則將濾噪后的信道沖 激響應(yīng)數(shù)據(jù)傳遞給定位模塊；
[0045] 指紋地圖構(gòu)建模塊；根據(jù)預(yù)處理模塊傳遞的信道沖激響應(yīng)，對(duì)數(shù)據(jù)獲取模塊中選 擇的每一個(gè)參考位置點(diǎn)生成數(shù)據(jù)指紋信息，構(gòu)建環(huán)狀指紋地圖及指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0046] 定位模塊：根據(jù)預(yù)處理模塊傳遞的信道沖激響應(yīng)，完成對(duì)移動(dòng)設(shè)備的定位并得到 移動(dòng)設(shè)備的位置，其包括：
[0047] 指紋構(gòu)建子模塊：根據(jù)預(yù)處理模塊傳遞的信道沖激響應(yīng)，對(duì)移動(dòng)設(shè)備所在位置生 成指紋信息，并將指紋信息傳遞給指紋匹配度計(jì)算子模塊；
[0048] 距離計(jì)算子模塊：用于根據(jù)信道沖激響應(yīng)計(jì)算發(fā)射機(jī)與移動(dòng)設(shè)備之間的距離山 并將計(jì)算得到的發(fā)射機(jī)與移動(dòng)設(shè)備之間的距離d傳遞給指紋匹配度計(jì)算子模塊；
[0049] 指紋匹配度計(jì)算子模塊；根據(jù)距離計(jì)算子模塊傳遞的發(fā)射機(jī)與移動(dòng)設(shè)備之間的 距離d，計(jì)算指紋構(gòu)建子模塊傳遞的指紋信息與環(huán)狀指紋地圖中半徑最接近d值的環(huán)路上 的所有指紋的己氏系數(shù)，根據(jù)己氏系數(shù)中的最小值與闊值H的大小關(guān)系對(duì)己氏系數(shù)進(jìn)行傳 遞；若己氏系數(shù)中的最小值小于闊值H，則將己氏系數(shù)傳遞給位置確定子模塊；若己氏系數(shù) 中的最小值大于闊值H，則將己氏系數(shù)傳遞給容錯(cuò)子模塊；
[0050] 位置確定子模塊：根據(jù)指紋匹配度計(jì)算子模塊傳遞的己氏系數(shù)，將最小己氏系數(shù) 的指紋所對(duì)應(yīng)的位置作為移動(dòng)設(shè)備的位置；
[0051] 容錯(cuò)子模塊；計(jì)算移動(dòng)設(shè)備處的指紋與半徑最接近d-D和d+D的環(huán)路上每個(gè)指紋 的己氏系數(shù)，將該些己氏系數(shù)與指紋匹配度計(jì)算子模塊傳遞的己氏系數(shù)中最小己氏系數(shù)的 指紋所對(duì)應(yīng)的位置作為移動(dòng)設(shè)備的位置。
[0化2] 參照?qǐng)D2,本發(fā)明的定位方法，其實(shí)現(xiàn)步驟如下：
[0053] 步驟1，將室內(nèi)場(chǎng)景劃分為多個(gè)環(huán)路區(qū)域，并在每個(gè)環(huán)路上的不同位置選擇參考 點(diǎn)。
[0054] 如圖3所示，在對(duì)室內(nèi)場(chǎng)景劃分及選取參考位置點(diǎn)時(shí)，是W發(fā)射機(jī)在室內(nèi)場(chǎng)景中 的位置為圓屯、，W半徑增量為D的一系列環(huán)路對(duì)室內(nèi)場(chǎng)景進(jìn)行劃分；對(duì)于每個(gè)圓環(huán)，W直線 距離D為間隔選擇參考位置點(diǎn)，D大于0。至此，則可對(duì)不同的室內(nèi)場(chǎng)景及發(fā)射機(jī)所在位置， 完成室內(nèi)場(chǎng)景劃分及參考位置點(diǎn)選取。
[0055] 對(duì)于室內(nèi)空間接近于方形空間的場(chǎng)景，且發(fā)射機(jī)固定于室內(nèi)某個(gè)角落時(shí)，則根據(jù) 圖3所示的方法進(jìn)行室內(nèi)場(chǎng)景劃分及參考位置點(diǎn)選取的結(jié)果如圖4所示。
[0056] 對(duì)于室內(nèi)空間是走廊的場(chǎng)景，若將發(fā)射機(jī)固定于場(chǎng)景的中屯、位置時(shí)，根據(jù)圖3所 示的方法進(jìn)行室內(nèi)場(chǎng)景劃分及選取參考位置點(diǎn)的結(jié)果如圖5所示。
[0化7] 步驟2,在各個(gè)參考位置點(diǎn)收集信道狀態(tài)信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。
[0化引參照?qǐng)D6,本步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下；
[0化9] 2a)利用正交頻分復(fù)用技術(shù)在各個(gè)參考位置點(diǎn)連續(xù)采集M組信道狀態(tài)信息，并對(duì) 該信道狀態(tài)信息依次進(jìn)行反向傅里葉變換得到M組信道沖激響應(yīng)，圖6描述了當(dāng)無線網(wǎng)卡 頻寬為20MHz時(shí)，將信道狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為信道沖激響應(yīng)時(shí)得到的時(shí)延與信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系， 相鄰分量的時(shí)間間隔為50ns，其對(duì)應(yīng)的幅度為無線信號(hào)傳播路徑差小于15m的信號(hào)分量的 疊加值；
[0060] 2b)對(duì)每組信道沖激響應(yīng)進(jìn)行濾噪處理，得到每個(gè)參考位置點(diǎn)的M組信道沖激響 應(yīng)的有效信號(hào)數(shù)據(jù)起始點(diǎn)標(biāo)號(hào)kp;對(duì)信道沖激響應(yīng)的前N個(gè)分量1，2,…，k-1，k，…，N，依次 計(jì)算第k個(gè)分量與第k-1個(gè)分量的比值，k滿足1 <k《N，共得到N-1個(gè)比值，N取值為5， 該N-1個(gè)比值中的最大值所對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)k即為濾噪后的有效信號(hào)數(shù)據(jù)的起始點(diǎn)kp:
[0061]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于信道狀態(tài)信息測(cè)距的輕量級(jí)指紋室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)和移動(dòng)設(shè)備， 其特征在于，移動(dòng)設(shè)備中包括： 數(shù)據(jù)獲取模塊：用于將室內(nèi)場(chǎng)景劃分為環(huán)狀并以直線距離D為間隔選擇參考位置點(diǎn)， 對(duì)每個(gè)參考位置點(diǎn)通過正交頻分復(fù)用技術(shù)獲取信道狀態(tài)信息，并將獲取到的信道狀態(tài)信息 傳遞給預(yù)處理模塊； 預(yù)處理模塊：用于將數(shù)據(jù)獲取模塊獲取得到的信道狀態(tài)信息通過反向傅里葉變換轉(zhuǎn)換 為信道沖激響應(yīng)，濾除信道沖激響應(yīng)中因相位漂移導(dǎo)致的數(shù)據(jù)噪聲，并根據(jù)當(dāng)前定位所處 的階段對(duì)濾噪后的信道沖激響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞：若當(dāng)前定位處于指紋地圖構(gòu)建階段，則將 濾噪后的信道沖激響應(yīng)數(shù)據(jù)傳遞給指紋地圖構(gòu)建模塊；若當(dāng)前定位處于對(duì)移動(dòng)設(shè)備的位置 計(jì)算階段，則將濾噪后的信道沖激響應(yīng)數(shù)據(jù)傳遞給定位模塊； 指紋地圖構(gòu)建模塊：根據(jù)預(yù)處理模塊傳遞的信道沖激響應(yīng)，對(duì)數(shù)據(jù)獲取模塊中選擇的 每一個(gè)參考位置點(diǎn)生成數(shù)據(jù)指紋信息，構(gòu)建環(huán)狀指紋地圖及指紋數(shù)據(jù)庫(kù)； 定位模塊：根據(jù)預(yù)處理模塊傳遞的信道沖激響應(yīng)，完成對(duì)移動(dòng)設(shè)備的定位并得到移動(dòng) 設(shè)備的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信道狀態(tài)信息測(cè)距的輕量級(jí)指紋室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征 在于，定位模塊包括： 指紋構(gòu)建子模塊：根據(jù)預(yù)處理模塊傳遞的信道沖激響應(yīng)，對(duì)移動(dòng)設(shè)備所在位置生成指 紋信息，并將指紋信息傳遞給指