一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法、裝置及系統(tǒng)。方法包括：獲取周?chē)尤朦c(diǎn)AP用于標(biāo)記位置的場(chǎng)強(qiáng)向量，并將其作為參考向量；在待定位點(diǎn)接收來(lái)自不同AP下的WIFI指紋；根據(jù)所述WIFI指紋形成場(chǎng)強(qiáng)向量，并將其作為定位向量；根據(jù)所述定位向量與參考向量之間的關(guān)系確定所述待定位點(diǎn)位置。本發(fā)明的方案在待定位點(diǎn)位置上接收來(lái)自不同AP的WIFI指紋，并根據(jù)WIFI指紋形成場(chǎng)強(qiáng)向量，之后進(jìn)一步根據(jù)AP原本用于標(biāo)記位置的場(chǎng)強(qiáng)向量進(jìn)行對(duì)比，確定出待定位點(diǎn)的具體位置，整個(gè)方法簡(jiǎn)單易懂，執(zhí)行快捷。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法、裝置及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法、裝置及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 位置信息在各種場(chǎng)合中發(fā)揮著重要作用，如車(chē)輛導(dǎo)航、礦井井下人員定位、醫(yī)療看 護(hù)對(duì)象定位、建筑工地管理等。GPS作為全球最廣泛使用的衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，在許多領(lǐng)域 得到了推廣應(yīng)用。然而，其信號(hào)卻極易受障礙物的干擾和阻斷，在密集的城市地帶、隧道、室 內(nèi)等環(huán)境定位不可靠甚至于失效。因此，必須有其它的定位技術(shù)輔助GPS或者單獨(dú)在無(wú) GPS 可用的場(chǎng)合下提供定位服務(wù)。
[0003] 隨著IEEE802. 11技術(shù)的成熟，WIFI在世界各地普及，其覆蓋面越來(lái)越廣。雖然 WIFI并不是為定位而設(shè)計(jì)，但接入點(diǎn)（AP)或基站定期發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)中所含的接收信號(hào) 強(qiáng)度（RSS)信息為定位移動(dòng)臺(tái)提供了可能性，將其應(yīng)用于定位場(chǎng)合受到了學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界 的極大關(guān)注。較之現(xiàn)有定位技術(shù)如GPS、蜂窩定位、無(wú)跡推算等，WIFI的定位具有如下優(yōu)勢(shì)：
[0004] (1)可工作于室內(nèi)、室外等不同場(chǎng)合，為實(shí)現(xiàn)無(wú)處不在的定位提供了可能性；
[0005] (2)僅依賴(lài)于現(xiàn)有的WIFI網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需對(duì)其進(jìn)行任何改動(dòng)，使用成本低；
[0006] (3) WIFI信號(hào)受非視距（NL0S)影響小，即使在有障礙物阻擋的情況下也能使用。
[0007] 因此，如何基于WIFI技術(shù)在室內(nèi)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位成為了攻關(guān)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法、裝置及系統(tǒng)，能夠 簡(jiǎn)單快速的實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位。
[0009] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法，包括：
[0010] 獲取周?chē)尤朦c(diǎn)AP用于標(biāo)記位置的場(chǎng)強(qiáng)向量，并將其作為參考向量；
[0011] 在待定位點(diǎn)接收來(lái)自不同AP下的WIFI指紋；
[0012] 根據(jù)所述WIFI指紋形成場(chǎng)強(qiáng)向量，并將其作為定位向量；
[0013] 根據(jù)所述定位向量與參考向量之間的關(guān)系確定所述待定位點(diǎn)位置。
[0014] 其中，根據(jù)所述定位向量與參考向量之間的關(guān)系確定所述待定位點(diǎn)位置的步驟包 括：
[0015] 分別計(jì)算每個(gè)定位向量與所有參考向量的點(diǎn)積和，得到點(diǎn)積向量；
[0016] 分別計(jì)算每個(gè)定位向量與所有參考向量的距離和，得到距離向量；
[0017] 將所有定位向量與所有參考向量進(jìn)行歸一化匹配，得到歸一化定位向量以及歸一 化參考向量，分別計(jì)算每個(gè)歸一化定位向量與所有歸一化參考向量的距離和，得到歸一化 距離向量；
[0018] 根據(jù)最大的點(diǎn)積向量確定第一候選點(diǎn)，根據(jù)最小距離向量確定第二候選點(diǎn)，根據(jù) 最小歸一化距離向量確定第三候選點(diǎn)；
[0019] 根據(jù)所述第一候選點(diǎn)、第二候選點(diǎn)、第三候選點(diǎn)確定出待定位點(diǎn)的位置。
[0020] 其中，分別計(jì)算每個(gè)定位向量與所有參考向量的點(diǎn)積和，得到點(diǎn)積向量的步驟包 括：
[0021] 根據(jù)公式

【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法，其特征在于，包括： 獲取周?chē)尤朦c(diǎn)AP用于標(biāo)記位置的場(chǎng)強(qiáng)向量，并將其作為參考向量； 在待定位點(diǎn)接收來(lái)自不同AP下的WIFI指紋； 根據(jù)所述WIFI指紋形成場(chǎng)強(qiáng)向量，并將其作為定位向量； 根據(jù)所述定位向量與參考向量之間的關(guān)系確定所述待定位點(diǎn)位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法，其特征在于，根據(jù)所述定位向量與 參考向量之間的關(guān)系確定所述待定位點(diǎn)位置的步驟包括： 分別計(jì)算每個(gè)定位向量與所有參考向量的點(diǎn)積和，得到點(diǎn)積向量； 分別計(jì)算每個(gè)定位向量與所有參考向量的距離和，得到距離向量； 將所有定位向量與所有參考向量進(jìn)行歸一化匹配，得到歸一化定位向量以及歸一化參 考向量，分別計(jì)算每個(gè)歸一化定位向量與所有歸一化參考向量的距離和，得到歸一化距離 向量； 根據(jù)最大的點(diǎn)積向量確定第一候選點(diǎn)，根據(jù)最小距離向量確定第二候選點(diǎn)，根據(jù)最小 歸一化距離向量確定第三候選點(diǎn)； 根據(jù)所述第一候選點(diǎn)、第二候選點(diǎn)、第三候選點(diǎn)確定出待定位點(diǎn)的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法，其特征在于，分別計(jì)算每個(gè)定位向 量與所有參考向量的點(diǎn)積和，得到點(diǎn)積向量的步驟包括： 根據(jù)公式1 Vk · Vj = SF=1 Oi · bi) = + a2b2 +…anbn分別計(jì)算每個(gè)定位向 量與所有參考向量的點(diǎn)積和，得到點(diǎn)積向量； 其中，vk 為定位向量，vk=x，y |bssidkl:rssikl，··'bssidkjrssih ;Vj 為 AP 的場(chǎng)強(qiáng)向量， Vjixjlbssid^rssijp…，bssidjn:rssijn;rssi為接收的信號(hào)強(qiáng)度指示，具體表現(xiàn)為標(biāo)識(shí) 數(shù)值；bssid為基本服務(wù)集標(biāo)示符；X為地理橫坐標(biāo)，y為地理縱坐標(biāo)；η為AP的數(shù)量叫為 來(lái)自第i個(gè)AP的定位向量；h為來(lái)自第i個(gè)AP的參考向量，且i < η。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法，其特征在于，分別計(jì)算每個(gè)定位向 量與所有參考向量的距離和，得到距離向量的步驟包括： 根據(jù)公式D (Vk, Vj) = 1+…+ |rssikn-rssijj I分別計(jì)算每個(gè)定位向量與所 有參考向量的距離和，得到距離向量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法，其特征在于，將所有定位向量與所 有參考向量進(jìn)行歸一化匹配，得到歸一化定位向量以及歸一化參考向量的步驟包括： 根據(jù)公式 W = x,y|bSSidkl:rssi=rssikmin，…，bSSidkn: rssi|^；rssiM將所有定 * bblkmax 1 bi,|kmax 位向量進(jìn)行歸一化，得到歸一化定位向量；其中，為最大定位向量值；rSSikmin為最 小定位向量值； 根據(jù)公式Vf = x,y丨bSSidjl:rss?::rssij-，…，b SSidkl/ssi^-min將所有參考 rb&ijmax I aMjmax 向量進(jìn)行歸一化，得到歸一化參考向量；其中，rssi_x為最大參考向量值；rssi> in為最小 參考向量值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法，其特征在于，分別計(jì)算每個(gè)歸一化 向量與所有歸一化參考向量的距離和，得到歸一化距離向量的步驟包括： 枏抿八寸 DiV V·〕= rssii<i~rssii<n]in - rssiji-rssi；t]]in ^_____^ rssikn-rssikn]in - k ) rssiknjax rssijmax r'ssikmax Hjn%Sljmi"分別計(jì)算每個(gè)歸一化向量與所有歸一化參考向量的距離和，得到歸一化距 1 SSIjmax 離向量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位方法，其特征在于，根據(jù)所述第一候選點(diǎn)、 第二候選點(diǎn)、第三候選點(diǎn)確定待定位點(diǎn)的位置的步驟包括： 若所述第一候選點(diǎn)、第二候選點(diǎn)、第三候選點(diǎn)互不相同，則計(jì)算三個(gè)候選點(diǎn)的幾何中心 以及各候選點(diǎn)到該幾何中心的偏差，并過(guò)濾掉偏差最大的候選點(diǎn)，之后將剩余的兩個(gè)候選 點(diǎn)間的中間位置作為所述待定位點(diǎn)的最終位置； 若所述第一候選點(diǎn)、第二候選點(diǎn)、第三候選點(diǎn)中有任意兩個(gè)候選點(diǎn)相同，則將不同的兩 個(gè)候選點(diǎn)的中間位置作為所述待定位點(diǎn)的最終位置； 若所述第一候選點(diǎn)、第二候選點(diǎn)、第三候選點(diǎn)為同一個(gè)候選點(diǎn)，則將該候選點(diǎn)作為所述 待定位點(diǎn)的最終位置。
8. -種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位裝置，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于獲取周?chē)尤朦c(diǎn)AP用于標(biāo)記位置的場(chǎng)強(qiáng)向量，并將其作為參考向量； 接收模塊，用于在待定位點(diǎn)接收來(lái)自不同AP下的WIFI指紋； 向量形成模塊，用于根據(jù)所述WIFI指紋形成場(chǎng)強(qiáng)向量，并將其作為定位向量； 確定模塊，用于根據(jù)所述定位向量與參考向量之間的關(guān)系確定所述待定位點(diǎn)位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位裝置，其特征在于，所述確定模塊包括： 第一計(jì)算子模塊，用于分別計(jì)算每個(gè)定位向量與所有參考向量的點(diǎn)積和，得到點(diǎn)積向 量； 第二計(jì)算子模塊，用于分別計(jì)算每個(gè)定位向量與所有參考向量的距離和，得到距離向 量； 第三計(jì)算子模塊，用于將所有定位向量與所有參考向量進(jìn)行歸一化匹配，得到歸一化 定位向量以及歸一化參考向量，分別計(jì)算每個(gè)歸一化定位向量與所有歸一化參考向量的距 離和，得到歸一化距離向量； 第一確定子模塊，用于根據(jù)最大的點(diǎn)積向量確定第一候選點(diǎn)，根據(jù)最小距離向量確定 第二候選點(diǎn)，根據(jù)最小歸一化距離向量確定第三候選點(diǎn)； 第二確定子模塊，用于根據(jù)所述第一候選點(diǎn)、第二候選點(diǎn)、第三候選點(diǎn)確定出待定位點(diǎn) 的位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位裝置，其特征在于，所述第二確定子模塊 具體用于： 若所述第一候選點(diǎn)、第二候選點(diǎn)、第三候選點(diǎn)互不相同，則計(jì)算三個(gè)候選點(diǎn)的幾何中心 以及各候選點(diǎn)到該幾何中心的偏差，并過(guò)濾掉偏差最大的候選點(diǎn)，之后將剩余的兩個(gè)候選 點(diǎn)間的中間位置作為所述待定位點(diǎn)的最終位置； 若所述第一候選點(diǎn)、第二候選點(diǎn)、第三候選點(diǎn)中有任意兩個(gè)候選點(diǎn)相同，則將不同的兩 個(gè)候選點(diǎn)的中間位置作為所述待定位點(diǎn)的最終位置； 若所述第一候選點(diǎn)、第二候選點(diǎn)、第三候選點(diǎn)為同一個(gè)候選點(diǎn)，則將該候選點(diǎn)作為所述 待定位點(diǎn)的最終位置。
11. 一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)，包括：至少兩個(gè)接入點(diǎn)AP ;數(shù)據(jù)庫(kù)，用于保存所述AP 用于標(biāo)記位置的場(chǎng)強(qiáng)向量；其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：如權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述 的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)定位裝置；其中，所述獲取模塊具體通過(guò)所述數(shù)據(jù)庫(kù)獲取周?chē)尤朦c(diǎn)AP用 于標(biāo)記位置的場(chǎng)強(qiáng)向量。
【文檔編號(hào)】H04W64/00GK104254052SQ201310268400
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】郭培煌, 其達(dá)拉圖, 劉繼樹(shù) 申請(qǐng)人:北京四維圖新科技股份有限公司