室內定位方法、室內定位系統(tǒng)與計算機可讀取媒體的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及室內定位，特別涉及在信號源功率可變時提供指紋式 (fingerprint-based)定位服務的方法與系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 指紋式的室內定位，以無線局域網絡（wirelesslocalareanetwork或Wi-Fi) 的應用為例，于某室內環(huán)境布建多個基站（accesspoint)后，首先需在此室內環(huán)境中多 個坐標上測量來自各基站的信號強度（receivedsignalstrength)，以建立一張"射頻地 圖"(radiomap)。接著，當使用者進入此室內環(huán)境而欲得知其所在位置為何時，可依其接收 到的各基站的信號強度與射頻地圖進行特征比對（patternmatching)，若射頻地圖上特征 與用戶所接收到相同或接近者的坐標即為其所在位置。
[0003] 在無線局域網絡的營運過程中，各基站的發(fā)射功率卻常有獨立的動態(tài)調變，無論 其是管理者手動所為或如IEEE802.Ilh標準所定義的自動機制。由于調變后的功率和測 量射頻地圖時的功率不同，再依接收到的信號強度與射頻地圖進行特征比對顯然會有嚴重 的不匹配（mismatch)和定位誤差。直覺的解決方案是對所有基站及對其所有可能的發(fā)射 功率測量信號強度以建立巨量的射頻地圖，但在稍具規(guī)模的建筑物中這就會耗費龐大的人 力與工時，實務上并不可行。

【發(fā)明內容】

[0004] 鑒于上述問題，本發(fā)明旨在提供一種室內定位方法與系統(tǒng)，借助數(shù)量可控制的測 量調適（adapt)射頻地圖，反映定位用信號源的當前功率，減少指紋法的不匹配和定位誤 差。
[0005] 本發(fā)明提供的室內定位方法用以對一個室內環(huán)境提供定位服務，此室內環(huán)境具有 多個訓練點并設置有至少一個信號源，此信號源具有多個功率等級（powerlevel)。所述室 內定位方法包含：于第一時段取得當前信號強度，其為依據(jù)于前述室內環(huán)境的某個當前位 置所接收發(fā)射自前述信號源的無線信號；取得前述功率等級中該信號源于第一時段據(jù)以發(fā) 射無線信號的當前功率等級；取得前述訓練點每一個的第一信號強度，其關聯(lián)于前述功率 等級中的第一功率等級；取得前述訓練點中至少一個調適點的第二信號強度，其關聯(lián)于前 述功率等級中的第二功率等級；依據(jù)第一功率等級、第二功率等級、當前功率等級、第一信 號強度以及第二信號強度，對每一個訓練點計算第三信號強度；以及比對當前信號強度和 第三信號強度，并依據(jù)室內環(huán)境以估計前述當前位置。
[0006] 本發(fā)明提供的計算機可讀取媒體具有用以使某個處理器執(zhí)行多道指令的計算機 程序，這些指令用以處理對一個室內環(huán)境的定位要求，此室內環(huán)境具有多個訓練點并設置 有至少一個信號源，此信號源具有多個功率等級。前述指令包含：取得當前信號強度，其為 依據(jù)于前述室內環(huán)境的某個當前位置所接收發(fā)射自前述信號源的無線信號；取得前述功率 等級中該信號源據(jù)以發(fā)射無線信號的當前功率等級；取得前述訓練點每一個的第一信號強 度，其關聯(lián)于前述功率等級中的第一功率等級；取得前述訓練點中至少一個調適點的第二 信號強度，其關聯(lián)于前述功率等級中的第二功率等級；依據(jù)第一功率等級、第二功率等級、 當前功率等級、第一信號強度以及第二信號強度，對每一個訓練點計算第三信號強度；以及 比對當前信號強度和第三信號強度，并依據(jù)室內環(huán)境以估計前述當前位置。
[0007] 本發(fā)明提供的室內定位系統(tǒng)用以對一個室內環(huán)境提供定位服務，此室內環(huán)境具有 多個訓練點。所述室內定位系統(tǒng)包含至少一個信號源、存儲裝置和定位裝置。信號源設置 于前述室內環(huán)境，具有多個功率等級，用以依據(jù)功率等級其中的一發(fā)射無線信號。存儲裝置 用以對每一個訓練點存儲第一信號強度和對訓練點中至少一個調適點存儲第二信號強度； 第一信號強度關聯(lián)于前述功率等級中的第一功率等級，第二信號強度關聯(lián)于前述功率等級 中的第二功率等級。定位裝置耦接存儲裝置，用以取得當前信號強度，其為依據(jù)于前述室內 環(huán)境的某個當前位置所接收發(fā)射自前述信號源的無線信號，用以取得前述功率等級中該信 號源據(jù)以發(fā)射無線信號的當前功率等級，用以依據(jù)第一功率等級、第二功率等級、當前功率 等級、第一信號強度以及第二信號強度，對每一個訓練點計算第三信號強度，以及用以比對 當前信號強度和第三信號強度，并依據(jù)室內環(huán)境以估計前述當前位置。
[0008] 綜上所述，本發(fā)明提供的室內定位方法、室內定位系統(tǒng)與計算機可讀取媒體利用 功率等級間的線性關系，以第一功率等級下的完整射頻地圖和第二功率等級下于少數(shù)訓練 點（調適點）接收的信號強度，即可動態(tài)產生任意當前功率等級下的射頻地圖。當室內環(huán) 境存在多個信號源時，射頻地圖上有更多的特征可與當前信號強度比對，增加估計當前位 置的準確性。
【附圖說明】
[0009] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一室內定位系統(tǒng)實施例的高階方塊圖。
[0010] 圖2是信號源設置于一室內環(huán)境的圖示說明。
[0011] 圖3是本發(fā)明一室內定位方法實施例中脫機階段的流程圖。
[0012] 圖4是本發(fā)明一室內定位方法實施例中在線階段的流程圖。
[0013] 【附圖標記說明】
[0014] 1室內定位系統(tǒng)
[0015] ll、lla、llb、llc信號源
[0016] 13管理裝置
[0017] 15定位裝置
[0018] 17存儲裝置
[0019] 2室內環(huán)境
[0020] 21-26 訓練點
【具體實施方式】
[0021] 以下在實施方式中詳細敘述本發(fā)明之詳細特征以及優(yōu)點，其內容足以使任何熟習 相關技藝者了解本發(fā)明之技術內容并據(jù)以實施，且依據(jù)本說明書所揭露之內容、申請專利 范圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發(fā)明相關之目的及優(yōu)點。以下之實施例 系進一步詳細說明本發(fā)明之諸面向，但非以任何面向限制本發(fā)明之范疇。
[0022] 請參見圖1。圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的一室內定位系統(tǒng)實施例的高階方塊圖。在 本實施例中，室內定位系統(tǒng)1用以對室內環(huán)境提供定位服務，包含至少一個信號源11、管理 裝置13、定位裝置15和存儲裝置17。室內環(huán)境具有多個訓練點。信號源11設置于室內 環(huán)境中，耦接于存儲裝置17,具有多個功率等級并且依據(jù)所述多個功率等級其中之一發(fā)射 無線信號。信號源11可以是某個無線本地回路（wirelesslocalloop)組成部分，如無 線局域網絡或全球互通微波存?。╓orldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess， 簡稱WiMAX)的基地臺或網關（gateway)，也可以屬于某個無線感測網絡（wirelesssensor network)，如符合ZigBee或ISA100.Ila等標準的傳感器。管理裝置13并非室內定位系統(tǒng) 1的必要元件。在一實施例中，信號源11受控于管理裝置13,包括由后者決定前者據(jù)以發(fā) 射無線信號的功率等級。正式來說，管理裝置13設定信號源11，使得信號源11依據(jù)所述多 個功率等級其中之一發(fā)射無線信號。在其他實施例中，信號源11可依據(jù)網絡狀態(tài)自我檢測 和調整。定位裝置15處理對信號源11所在的室內環(huán)境的定位要求，并選擇性地產生或提 供前述的調適后的射頻地圖（包含第三信號強度，見下文）。視管理裝置13存在與否，定位 裝置15可直接通過管理裝置13向信號源11詢問目前使用的功率等級，或由管理裝置1