本發(fā)明創(chuàng)造涉及室內(nèi)定位技術(shù)領(lǐng)域，更具體的講是一種室內(nèi)定位方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前室內(nèi)定位技術(shù)的硬件實現(xiàn)方案采用wifi、藍牙、紅外、超聲波、射頻識別（rfid）、zigbee、uwb、光波等技術(shù)。實現(xiàn)方法有近鄰法、三角測量發(fā)、模式匹配法，由于室內(nèi)環(huán)境的變化較大，故大部分實現(xiàn)較多采用了模式匹配法，如wifi的指紋算法就是一種模式匹配法。算法有tdoa、doa、aoa等。所有的算法都是感應(yīng)點針對被檢測點所檢測的時間或信號強度的差異來進行的，是僅依據(jù)空間的靜態(tài)參數(shù)來進行定位計算的。

所謂針對被檢測點所檢測的時間或信號強度的差異進行定位計算，具體是在室內(nèi)布設(shè)多個信號檢測裝置（如射頻感應(yīng)路由器），這些信號檢測裝置都與后臺服務(wù)器連接，在被檢測點進入檢測范圍時，檢測裝置可檢測到被檢測點的rssi信號并轉(zhuǎn)發(fā)至后臺服務(wù)器，通過rssi信號可計算被檢測點與檢測裝置的距離，但是單獨一個信號不能夠獲得被檢測點的坐標，所以后臺服務(wù)器對有以下計算：需要三個以上信號檢測裝置獲取的距離，并獲得三個以上的以信號檢測裝置為圓心距離為半徑的圓，三個圓的交點作為被檢測點的坐標。一般都是在系統(tǒng)建設(shè)前期采集一次環(huán)境rssi信號,作為計算輔助參數(shù)。計算是依據(jù)當(dāng)時的環(huán)境估計一個環(huán)境調(diào)整參數(shù)，調(diào)整計算輔助參數(shù)進行計算。由于室內(nèi)的電磁環(huán)境特別復(fù)雜，而且隨著室內(nèi)裝修變化、天氣變化，rssi信號獲取不穩(wěn)定，環(huán)境調(diào)整參數(shù)的估算值是一個隨意而定的數(shù)據(jù)，將嚴重影響室內(nèi)定位效果及定位精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種室內(nèi)定位方法，以實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境的高精度的室內(nèi)定位。

本發(fā)明創(chuàng)造采用如下技術(shù)方案：

一種室內(nèi)定位方法，包括以下步驟：

步驟一：在每個樓層分別布設(shè)一個感應(yīng)子網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，每個感應(yīng)子網(wǎng)由多個射頻感應(yīng)路由器組成，且室內(nèi)入口處設(shè)置一個射頻感應(yīng)路由器，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器則包括一網(wǎng)管前置系統(tǒng)和一應(yīng)用系統(tǒng)，各射頻感應(yīng)路由器與網(wǎng)管前置系統(tǒng)之間建立網(wǎng)絡(luò)連接；

步驟二：在應(yīng)用系統(tǒng)中記錄各射頻感應(yīng)路由器的id及坐標；

步驟三：當(dāng)被檢測點進入射頻感應(yīng)路由器的感應(yīng)范圍時，射頻感應(yīng)路由器采集被檢測點的rssi信號，并將此rssi信號與該射頻感應(yīng)路由器的id打包發(fā)送至網(wǎng)管前置系統(tǒng)，網(wǎng)管前置系統(tǒng)再轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用系統(tǒng)；

步驟四：應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)各射頻感應(yīng)路由器發(fā)來的rssi信號測算被檢測點的坐標，具體如下：

若僅有一個射頻感應(yīng)路由器采集到了該被檢測點的rssi信號，則應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)被檢測點的rssi信號強度曲線計算被檢測點與射頻感應(yīng)路由器的距離，并得到以射頻感應(yīng)路由器為圓心以該距離為半徑的圓；引入被檢測點的兩個已知坐標的前序點，得到經(jīng)過兩個前序點的直線，確定該直線與圓的交點作為被檢測點的定位坐標；所述前序點為被監(jiān)測點進入室內(nèi)被檢測到的已知坐標點或者為存在于應(yīng)用系統(tǒng)的已知坐標；

若有且僅有兩個射頻感應(yīng)路由器采集到了該被檢測點的rssi信號，則應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)兩個被檢測點的rssi信號強度曲線計算被檢測點分別與兩個射頻感應(yīng)路由器的距離，并得到分別以兩個射頻感應(yīng)路由器為圓心以對應(yīng)距離為半徑的兩個圓，同時得到兩個圓的兩個交點，再確定經(jīng)過該兩個交點的直線l1；此時引入被檢測點的兩個已知坐標的前序點，得到經(jīng)過前序點的直線，確定該直線與所述直線l1的交點作為被檢測點的定位坐標；所述前序點為被監(jiān)測點進入室內(nèi)被檢測到的已知坐標點或者為存在于應(yīng)用系統(tǒng)的已知坐標；

若有三個或三個以上的射頻感應(yīng)路由器采集到了該被檢測點的rssi信號，則任意選擇三個射頻感應(yīng)路由器作為頂點構(gòu)成三角形，獲得多個由射頻路由器坐標點構(gòu)成的三角形，將所有三角形兩兩相交得到多個交點，計算所有交點的平均值作為被檢測點的坐標。

所述射頻感應(yīng)路由器帶有網(wǎng)絡(luò)接口或wifi接口，其通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)管前置系統(tǒng)連接。

所述射頻感應(yīng)模塊還帶有兩個采用不同收發(fā)頻率的射頻收發(fā)模塊，其中一個射頻收發(fā)模塊用于采集被檢測點發(fā)射的rssi信號，其傳輸頻率為采集頻率；另一個射頻收發(fā)模塊用于另一個射頻收發(fā)模塊用于采集實時采集各個射頻感應(yīng)模塊兩兩之間的rssi信號作為實時計算參數(shù)，其傳輸頻率為系統(tǒng)頻率。

所述感應(yīng)子網(wǎng)內(nèi)部的所有射頻感應(yīng)路由器還會定時采集兩兩之間的rssi信號，其頻率采用系統(tǒng)頻率，采集得到的射頻感應(yīng)路由器兩兩之間rssi信號組成實時rssi環(huán)境參數(shù)表，該rssi環(huán)境參數(shù)表作為計算被檢測點坐標的輔助參數(shù)，在測算被檢測點坐標時用于校準被檢測點坐標。

由上述對本發(fā)明創(chuàng)造的描述可知，本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明通過網(wǎng)格化地分布射頻感應(yīng)路器，在網(wǎng)格化感知點的基礎(chǔ)上提出一種時間與空間結(jié)合的定位技術(shù)，針對不同的感知區(qū)域，分別提出單點、兩點及三點及以上定位的測算方法，并根據(jù)實時獲得的rssi信號強度曲線,排除了應(yīng)室內(nèi)環(huán)境的變化、天氣變化的因素；而且，本發(fā)明通過在單個樓層分別布設(shè)一個感應(yīng)子網(wǎng)，只采用感應(yīng)子網(wǎng)內(nèi)檢測的rssi信號進行協(xié)同定位，排除了不同樓層射頻感應(yīng)路器信號衰減的影響，定位的準確性進一步提高，信號采集效率也更高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個感應(yīng)子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一個射頻感應(yīng)路由器區(qū)域內(nèi)測試被檢測點坐標的示意圖；

圖3是本發(fā)明兩個射頻感應(yīng)路由器區(qū)域內(nèi)測試被檢測點坐標的示意圖；

圖4是本發(fā)明三個以上射頻感應(yīng)路由器區(qū)域內(nèi)測試被檢測點坐標的示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖說明本發(fā)明創(chuàng)造的具體實施方式。

本發(fā)明揭示的一種室內(nèi)定位方法，包括以下步驟：

步驟一：在每個樓層分別布設(shè)一個感應(yīng)子網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，如圖1所示，每個感應(yīng)子網(wǎng)由多個射頻感應(yīng)路由器（也稱感知路由器）組成，室內(nèi)入口處設(shè)置一個射頻感應(yīng)路由器，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器則包括一網(wǎng)管前置系統(tǒng)和一應(yīng)用系統(tǒng)，各射頻感應(yīng)路由器與網(wǎng)管前置系統(tǒng)之間建立網(wǎng)絡(luò)連接；射頻感應(yīng)路由器帶有網(wǎng)絡(luò)接口或wifi接口，其通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)管前置系統(tǒng)連接；

步驟二：在應(yīng)用系統(tǒng)中記錄各射頻感應(yīng)路由器的id及坐標，其中室內(nèi)入口的感知路由器具有的入口參數(shù)也記錄在應(yīng)用系統(tǒng)中；

步驟三：當(dāng)被檢測點進入射頻感應(yīng)路由器的感應(yīng)范圍時，射頻感應(yīng)路由器采集被檢測點的rssi信號，并將此rssi信號與該射頻感應(yīng)路由器的id打包發(fā)送至網(wǎng)管前置系統(tǒng)，網(wǎng)管前置系統(tǒng)再轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用系統(tǒng)；

步驟四：應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)各射頻感應(yīng)路由器發(fā)來的rssi信號測算被檢測點的坐標，具體如下：

如圖2所示，若僅有一個射頻感應(yīng)路由器b（x，y）采集到了該被檢測點n3的rssi信號，則應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)被檢測點n3的rssi信號強度曲線計算被檢測點與射頻感應(yīng)路由器b的距離，并得到以射頻感應(yīng)路由器b為圓心以該距離為半徑的圓；引入被檢測點n3的兩個已知坐標的前序點n1（x1，y1）、n2（x2，y2），得到經(jīng)過兩個前序點n1、n2的直線，確定該直線與圓的交點作為被檢測點的定位坐標（x3，y3）；所述前序點n1（x1，y1）、n2（x2，y2）為被監(jiān)測點進入室內(nèi)被檢測到的已知坐標點或者為存在于應(yīng)用系統(tǒng)的已知坐標；

如圖3所示，若有且僅有兩個射頻感應(yīng)路由器b1（x1，y1）、b2（x2，y2）采集到了該被檢測點的rssi信號，則應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)兩個被檢測點的rssi信號強度曲線分別計算被檢測點n3與兩個射頻感應(yīng)路由器b1、b2的距離，并得到分別以兩個射頻感應(yīng)路由器為圓心以對應(yīng)距離為半徑的兩個圓，同時得到兩個圓的兩個交點，再確定經(jīng)過該兩個交點的直線l1；此時引入被檢測點的兩個已知坐標的前序點n1（x4，y4）、n2（x5，y5），得到經(jīng)過前序點的直線，確定該直線與上述直線l1的交點作為被檢測點的定位坐標（x3，y3）；前序點n1（x4，y4）、n2（x5，y5）為被監(jiān)測點進入室內(nèi)被檢測到的已知坐標點或者為存在于應(yīng)用系統(tǒng)的已知坐標；

若有三個或三個以上的射頻感應(yīng)路由器采集到了該被檢測點的rssi信號，則任意選擇三個射頻感應(yīng)路由器作為頂點構(gòu)成三角形，獲得多個由射頻路由器坐標點構(gòu)成的三角形，將所有三角形兩兩相交得到多個交點，計算所有交點的平均值作為被檢測點的坐標。如圖4所示，有四個射頻感應(yīng)路由器b1、b2、b3和b4可采集到了該被檢測點的rssi信號，以b1、b2、b3三個頂點和b1、b2、b4三個頂點組成2個三角形，2個三角形的交點可作為被檢測點的坐標。

射頻感應(yīng)模塊還帶有兩個采用不同收發(fā)頻率的射頻收發(fā)模塊，其中一個射頻收發(fā)模塊用于采集被檢測點發(fā)射的rssi信號，其傳輸頻率為采集頻率；另一個射頻收發(fā)模塊用于另一個射頻收發(fā)模塊用于采集實時采集各個射頻感應(yīng)模塊兩兩之間的rssi信號作為實時計算參數(shù)，其傳輸頻率為系統(tǒng)頻率。

感應(yīng)子網(wǎng)內(nèi)部的所有射頻感應(yīng)路由器還會定時采集兩兩之間的rssi信號，檢測頻率采用系統(tǒng)頻率，采集得到的射頻感應(yīng)路由器兩兩之間rssi信號組成實時rssi環(huán)境參數(shù)表，該rssi環(huán)境參數(shù)表作為計算被檢測點坐標的輔助參數(shù)，在測算被檢測點坐標時用于校準被檢測點坐標。由于射頻感應(yīng)路由器之間的距離是已知且不變的，而無線信號均有一條rssi信號強度與距離的變化曲線，在環(huán)境內(nèi)電磁環(huán)境變化時，信號強度也發(fā)生變化，而距離不變，此時將射頻感應(yīng)路由器兩兩之間rssi信號作為參考值，來確定rssi信號強度與距離的變化曲線，根據(jù)此曲線計算被檢測點與射頻感應(yīng)路由器之間的距離，即可保證定位精度。

上述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的具體實施方式，但本發(fā)明創(chuàng)造的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明創(chuàng)造進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明創(chuàng)造保護范圍的行為。