一種基于wlan無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度的室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種室內(nèi)定位方法，具體設(shè)及一種基于WLAN無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度的室內(nèi)定 位系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的快速部署與智能終端設(shè)備（如智能手機(jī)、平板電腦 及可穿戴設(shè)備等）的不斷普及，用戶的情景上下文信息特別是位置信息變得越來(lái)越重要， 例如，基于位置信息可W實(shí)現(xiàn)室內(nèi)停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛導(dǎo)航或?qū)Υ笮蜕虉?chǎng)的商品提供個(gè)性化導(dǎo)購(gòu) 服務(wù)；還可W基于位置信息進(jìn)行一系列的市場(chǎng)推廣服務(wù)，如在百貨商場(chǎng)為用戶推薦打折商 品或者在展館為游客推廣展出的產(chǎn)品等。未來(lái)是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，據(jù)賽迪顧問(wèn)（CCID) 和長(zhǎng)城戰(zhàn)略咨詢（GEI) 2010年研究預(yù)測(cè)；未來(lái)若干年我國(guó)導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)將保持至少 30%至40%的增長(zhǎng)，2020年達(dá)到4000億元。然而，由于GI^S信號(hào)不能穿透建筑物和基于蜂 窩基站的定位精度過(guò)低，目前較發(fā)展較成熟的室外定位技術(shù)均不能適用于室內(nèi)定位；目前 一些室內(nèi)定位技術(shù)，如基于RFID、Zi濁ee網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、紅外或超聲波等的室內(nèi)定位技術(shù)解決 方案，由于受到無(wú)線信息非視距傳播與多徑效應(yīng)等影響，或者受限于成本，均不能提供較 好的室內(nèi)定位技術(shù)解決方案。基于超帶寬的定位系統(tǒng)雖然定位精度較高，但需要部署昂貴 的通信基礎(chǔ)設(shè)施難W大規(guī)模推廣使用；基于超聲波的定位系統(tǒng)易受溫度的影響；而基于視 覺(jué)技術(shù)的室內(nèi)定位技術(shù)對(duì)圖像處理的能力要求很高?？傊壳斑€沒(méi)有一種有效的室內(nèi)定 位技術(shù)能在滿足定位精度和成本的條件下可W大規(guī)模推廣使用。
[0003] 基于WLAN的室內(nèi)定位技術(shù)成本優(yōu)勢(shì)明顯，當(dāng)前大規(guī)模普及的WLAN網(wǎng)絡(luò)使得不需 要為定位服務(wù)重新部署定位設(shè)施，采用相同的底層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，利用WLAN無(wú)線接入點(diǎn) (簡(jiǎn)稱A巧對(duì)智能終端設(shè)備進(jìn)行定位。該技術(shù)采用經(jīng)驗(yàn)測(cè)試和信號(hào)傳播模型相結(jié)合的方式， 系統(tǒng)整體定位精度可達(dá)米級(jí)，易于大規(guī)模推廣使用。然而，目前大部分基于WLAN的室內(nèi)定 位算法都采用無(wú)線AP接入點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱RSSI)作為指紋特征向量來(lái)進(jìn)行定位， 室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性使得基于RSSI的指紋采集存在設(shè)備異構(gòu)性問(wèn)題，即對(duì)同一個(gè)室內(nèi)位置 不同設(shè)備采集的RSSI指紋信息可能具有較大差別，從而極大地降低了基于WLAN室內(nèi)定位 算法的定位精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是；設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種基于WLAN接收信號(hào)強(qiáng)度的室內(nèi)定 位系統(tǒng)及方法，能夠解決WLAN指紋定位技術(shù)中存在的設(shè)備異構(gòu)性問(wèn)題，進(jìn)而增強(qiáng)室內(nèi)定位 算法的魯椿性并提高定位精度。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0006] 一種基于WLAN接收信號(hào)強(qiáng)度的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于它包括一個(gè)由智能終 端設(shè)備、WLAN無(wú)線接入點(diǎn)和服務(wù)器端定位支撐平臺(tái)組成的C/S系統(tǒng)架構(gòu)；
[0007] 1)智能終端設(shè)備：通常由需要定位服務(wù)的用戶進(jìn)行攜帶，與WLAN無(wú)線接入點(diǎn)及服 務(wù)器端支撐平臺(tái)進(jìn)行通信，當(dāng)用戶需要定位服務(wù)時(shí)，使用智能終端設(shè)備采集WLAN無(wú)線接入 點(diǎn)的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度信息，并將采集到的信號(hào)強(qiáng)度信息發(fā)送到服務(wù)器端定位支撐平臺(tái)，然后 接收服務(wù)器端返回的定位估計(jì)信息；
[000引 2)WLAN無(wú)線接入點(diǎn)；與智能終端設(shè)備通過(guò)WLAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，將有線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)?無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；
[0009] 3)服務(wù)器端定位支撐平臺(tái)；與智能終端設(shè)備通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或者WLAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通 信，負(fù)責(zé)儲(chǔ)存位置指紋信息和計(jì)算定位結(jié)果，并將定位結(jié)果反饋給用戶。
[0010] 所述的智能終端設(shè)備由顯示器模塊、處理器模塊、通信模塊和信號(hào)采集模塊組成， 顯示器模塊用于向用戶展示定位結(jié)果，處理器模塊用于控制無(wú)線信號(hào)采集及與服務(wù)器端的 交互通信，通信模塊用于與服務(wù)器端及WLAN無(wú)線接入點(diǎn)進(jìn)行通信，信號(hào)采集模塊用于采集 WLAN無(wú)線接入點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度；
[0011] 所有的WLAN無(wú)線接入點(diǎn)都布置在室內(nèi)空間的頂上或?qū)娱g，用于搭建室內(nèi)空間的 WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
[0012] 所述的服務(wù)器端支撐平臺(tái)由位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)、web服務(wù)器、定位算法服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò) 通信模塊組成，位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)離線階段采集的位置指紋信息，與定位算法服務(wù) 器通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)連接組件進(jìn)行通信；web服務(wù)器用于與智能終端設(shè)備進(jìn)行通信，接收智能終 端設(shè)備發(fā)送的位置指紋信息并將定位結(jié)果反饋給智能終端設(shè)備；定位算法服務(wù)器根據(jù)智能 終端設(shè)備采集的WLAN位置指紋信息評(píng)估用戶的位置，與web服務(wù)器通過(guò)HTTP協(xié)議進(jìn)行通 信；網(wǎng)絡(luò)通信模塊負(fù)責(zé)服務(wù)器端與智能終端設(shè)備之間通信。
[0013] 一種基于WLAN接收信號(hào)強(qiáng)度的室內(nèi)定位方法，其特征在于它包括W下步驟：
[0014] (A)在需要定位的室內(nèi)空間使用智能終端設(shè)備收集WLAN無(wú)線接入點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度 信息，并將該信息發(fā)送給服務(wù)器端用W構(gòu)建位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0015] 炬）服務(wù)器端完成初始化操作W開(kāi)啟定位服務(wù)，并監(jiān)聽(tīng)客戶端的定位請(qǐng)求；
[0016] (C)用戶發(fā)出定位請(qǐng)求后，智能終端設(shè)備采集要定位位置的指紋信息并將該信息 發(fā)送給服務(wù)器端；
[0017] 值）服務(wù)器端監(jiān)聽(tīng)到用戶的定位請(qǐng)求后，接收客戶端的位置指紋信息并使用在線 定位算法估計(jì)用戶的當(dāng)前位置；
[0018] 巧）服務(wù)器端將定位結(jié)果返回給客戶端，并通過(guò)可視化的方式在用戶的智能終端 設(shè)備上進(jìn)行顯示。
[0019] 所述的室內(nèi)定位方法分為離線位置指紋采集和在線定位估計(jì)兩個(gè)階段，位置指紋 被用于唯一的標(biāo)記一個(gè)物理位置。
[0020] 在線定位算法具體步驟如下：
[0021] a)使用智能終端設(shè)備采集該位置的WLAN無(wú)線接入點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，可表示為 巧/=0.;，1';，...，1';:...，1^)，其中，1'^表示位置^.采集到的第1個(gè)胖1^似無(wú)線接入點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度， N表示W(wǎng)LAN無(wú)線接入點(diǎn)的數(shù)目；
[00巧b)對(duì)進(jìn)行預(yù)處理，將Rj.中不屬于正常WLAN信號(hào)強(qiáng)度