r>[0060] 1)條件C1為加速度大小
'滿足介于兩個給定門限之間
[0062] 2)條件C2為局部加速度方差要大于給定的門限值，
[0064] 局部加速度方差計算方式為，
[0066] 其中@是局部平均加速度，計算式為
s為均值的窗口長度。
[0067] 3)條件(：3為陀螺儀測量值的大小
滿足低于給定門 限（例如氣w=50 7s )。
[0069] 在上述條件檢測方法中，以上三個邏輯條件必須同時滿足才認為人的腳處于靜止 狀態(tài)，所以條件之間是邏輯與的關系，即條件檢測結果為C 1M^fcC3。條件檢測的結果再通過 一個窗口長度為11的中值濾波器。輸出邏輯"1"表示停止狀態(tài)，邏輯"〇"表示行走狀態(tài)。 從停止狀態(tài)變化到行走狀態(tài)則計為行走了一步，設當前路徑上行走的總步數為m(k)，把人 行走時的步長近似看作固定長度1 (例如1 = 0. 7m)，則當前行走的直線長度d(k)計算公式 為：
[0070] d(k) = m(k)*l 或 d(k) = d(k_l)+l (5)
[0071] 2. RSSI 采集
[0072] RSSI采集設備按照最小掃描時間（約為0. 5秒）對布置在周圍環(huán)境中的N個無線 信號發(fā)射裝置進行RSSI采集，每次采集得到N個RSSI值，同時記錄第j秒掃描時刻~ (j)，j =1，2,. . .，T，設T表示總的采集次數。
[0073] 3.數據時間配對
[0074] 綜合采集得到的RSSI與電子地圖坐標，求出每個信號強度的掃描時刻仁(j)，j = 1，2,. . .，T與所有坐標產生時刻ts (k)，k = 1，2,. . .，L之間差的絕對值，找到該絕對值最小 的那個坐標產生時刻tn(j):
[0076] 即認為tjj)時刻掃描到的N個信號強度的坐標位于tjj)時刻產生的電子地圖 坐標，配對保存為數據庫的一條基本數據單元。
[0077] 4.配對優(yōu)化
[0078] 若數據庫中同時有多條RSSI數據對應的電子地圖坐標相同，則將這幾條RSSI取 平均值，作為數據庫中該電子地圖坐標的單元數據。
[0079] 利用型號為AH-100B的慣性導航模塊采集數據，并將其放置于腳面，人沿著直線 行走了 1000步。行走時，其每個軸的加速度有均值為零、方差為0.012的高斯白噪聲，此外 有均值為（〇, 〇, -〇. 02)，方差為0. 04的偏差，單位m/s2;其每個軸的角速度有均值為零、方 差為0. 0087的高斯白噪聲，此外有均值為（0, 0, -0. 01)，方差為0. 015的偏差，單位rad/s。 人行走時的部分計步結果如圖2所示，邏輯'1'表示靜止狀態(tài)，邏輯'0'表示行走狀態(tài)，下 降沿則表示行走了一步。在上述測試中檢測到的步數結果等于真實步數1000步，方框表明 成功監(jiān)測到了步伐移動?？梢?，在測試條件下步數檢測的錯誤率為0 %。
[0080] 圖3所示的虛線表示采樣路徑。網格采樣方法沿著虛線以1米為長度間隔進行采 樣，采樣所得數據有392個樣本，按每個采樣點實際的平均用時5秒計算，建立數據庫所消 耗時間大約為33分鐘。而采用本發(fā)明通過物理層采樣得到信號的接收強度信息，采樣周期 大約為2次/秒，按時速3. 5公里的行走速度計算，采樣密度大約在0. 5米左右，整個采樣 完成時間大約需要6分鐘，并且能夠得到768個數據樣本。通過表1的比較就可以發(fā)現，本 發(fā)明在數據庫建立時間和大小上都有明顯優(yōu)勢，在數據庫大小增加了一倍的同時，數據庫 建立時間只相當于網格采樣法的五分之一。
[0081] 表1采樣過程比較
[0083] 通過以下的對比對本發(fā)明的技術效果作進一步的說明。
[0084] 將指紋定位中常用的相關函數匹配定位方法同時應用在網格采樣法和本發(fā)明方 法中，可比較發(fā)現本發(fā)明方法對于定位精度的提升明顯。圖4所示的函數曲線圖是100次隨 機位置定位誤差的累積分布。觀察圖4可以發(fā)現，通過本發(fā)明方法能夠將定位精度以70% 的概率小于2米，相較于網格采樣法以70%的概率小于2. 8米，定位精度提升了 29%。
[0085] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種室內指紋定位數據庫高密度快速采集方法，其特征在于，所述室內指紋定位數 據庫高密度快速采集方法包括： 獲取單位路徑的電子地圖坐標； RSSI采集并掃描無線信號發(fā)射裝置，得到RSSI值并記錄； 求出每個信號強度的掃描時刻與所有坐標產生時刻之間差的絕對值，找到絕對值最小 的坐標產生時刻，配對保存為數據庫的一條基本數據單元； 若數據庫中同時有多條RSSI數據對應的電子地圖坐標相同，將RSSI取平均值，作為數 據庫中該電子地圖坐標的單元數據。2. 如權利要求1所述的室內指紋定位數據庫高密度快速采集方法，其特征在于，所述 獲取單位路徑的電子地圖坐標具體包括： 利用慣導設備中的加速度計與巧螺儀進行計步運算，通過條件檢測方法，計算出行走 的步數和直線長度，并計算每一步的電子地圖坐標，記錄第k步坐標產生的時刻tg化)，k= 1，2,...，以L表示該路徑上總的行走步數，k時刻加速度計采集到的Ξ軸加速度值分別為 ak(1)、ak似、ak(3)，巧螺儀采集到的立軸角速度分別為ωk(1)、ωk似、ωk(3)，條件檢測方 法使用Ξ個條件。，C2和C3來判斷人的腳是否處于靜止狀態(tài)。3. 如權利要求2所述的室內指紋定位數據庫高密度快速采集方法，其特征在于，所述 條件Ci，C2和C3: 條件。為加速度大小滿足介于兩個給定口限之間：條件C2為局部加速度方差要大于給定的口限值，局部加速度方差計算方式為，其中^是局部平均加速度，計算式為S為均值的窗口長度； 條件C3為巧螺儀測量值的大小滿足低于給定口限：條件之間是邏輯與的關系，即條件檢測結果為C1&C2&C3,條件檢測的結果再通過一個窗 口長度為11的中值濾波器，輸出邏輯"1"表示停止狀態(tài)，邏輯"0"表示行走狀態(tài)，從停止狀 態(tài)變化到行走狀態(tài)則計為行走了一步，當前路徑上行走的總步數為m化)，把人行走時的步 長近似看作固定長度1，則當前行走的直線長度d(k)計算公式為： d(k) =m(k)*l或d(k) =(1化-1)+1。4. 如權利要求1所述的室內指紋定位數據庫高密度快速采集方法，其特征在于，所述 RSSI采集并掃描無線信號發(fā)射裝置，得到RSSI值并記錄具體包括： RSSI采集設備按照最小掃描時間對布置在周圍環(huán)境中的N個無線信號發(fā)射裝置進行RSSI采集，每次采集得到N個RSSI值，同時記錄第j秒掃描時刻tf(j)，j= 1，2,. . .，T，T 表示總的采集次數。5. 如權利要求1所述的室內指紋定位數據庫高密度快速采集方法，其特征在于，所述 求出每個信號強度的掃描時刻與所有坐標產生時刻之間差的絕對值，找到絕對值最小的那 個坐標產生時刻，配對保存為數據庫的一條基本數據單元具體包括： 綜合采集得到的RSSI與電子地圖坐標，求出每個信號強度的掃描時刻= 1，2,. . .，T與所有坐標產生時刻t,化)，k= 1，2,. . .，L之間差的絕對值，找到絕對值最小的 那個坐標產生時刻tm(j):即認為tf(j)時刻掃描到的N個信號強度的坐標位于tm(j)時刻產生的電子地圖坐標， 配對保存為數據庫的一條基本數據單元。6. -種如權利要求1所述的室內指紋定位數據庫高密度快速采集方法的采集系統，其 特征在于，所述采集系統包括： 坐標獲取模塊，用于獲取單位路徑的電子地圖坐標； RSSI值獲取模塊，用于RSSI采集并掃描無線信號發(fā)射裝置，得到RSSI值并記錄； 數據時間配對模塊，用于求出每個信號強度的掃描時刻與所有坐標產生時刻之間差的 絕對值，找到絕對值最小的那個坐標產生時刻，配對保存為數據庫的一條基本數據單元； 配對優(yōu)化模塊，用于數據庫中同時有多條RSSI數據對應的電子地圖坐標相同，將RSSI 取平均值，作為數據庫中該電子地圖坐標的單元數據。7. 如權利要求6所述的采集系統，其特征在于，所述坐標獲取模塊進一步包括： 計步運算單元，用于利用慣導設備中的加速度計與巧螺儀進行計步運算； 電子地圖坐標計算單元，用于通過條件檢測方法，計算出行走的步數和直線長度，并計 算每一步的電子地圖坐標。8. 如權利要求6所述的采集系統，其特征在于，所述RSSI值獲取模塊進一步包括： RSSI采集單元，用于RSSI采集設備按照最小掃描時間對布置在周圍環(huán)境中的N個無線 信號發(fā)射裝置進行RSSI采集； RSSI值單元，用于每次采集得到N個RSSI值，同時記錄掃描時刻。9. 如權利要求6所述的采集系統，其特征在于，所述數據時間配對模塊進一步包括： 絕對值單元，用于綜合采集得到的RSSI與電子地圖坐標，求出每個信號強度的掃描時 刻與所有坐標產生時刻之間差的絕對值，找到絕對值最小的那個坐標產生時刻； 保存單元，用于配對保存為數據庫的一條基本數據。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種室內指紋定位數據庫高密度快速采集方法，包括獲取單位路徑的電子地圖坐標；RSSI采集并掃描無線信號發(fā)射裝置，得到RSSI值并記錄；求出每個信號強度的掃描時刻與所有坐標產生時刻之間差的絕對值，找到絕對值最小的那個坐標產生時刻，配對保存為數據庫的一條基本數據單元；若數據庫中同時有多條RSSI數據對應的電子地圖坐標相同，將RSSI取平均值，作為數據庫中該電子地圖坐標的單元數據。本發(fā)明實現了人在連續(xù)移動過程中的數據采集，與傳統劃網格采集方法相比具有信號采集時間快，信號采集密度高的優(yōu)勢，在大大減少了建立數據庫時間的同時，提高了數據庫的采集密度和定位精度。有益于指紋定位方法的大規(guī)模推廣。
【IPC分類】H04W64/00, H04W4/02, H04W4/04
【公開號】CN105246153
【申請?zhí)枴緾N201510607715
【發(fā)明人】段林甫, 秦爽, 齊云來, 聶永峰, 吳國棟, 仰石, 柏思琪
【申請人】四川星網云聯科技有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月22日