基于智能手機平臺的移動輔助室內定位方法和系統技術方案

本發明專利技術公開一種基于智能手機平臺的移動輔助室內定位方法和系統，其通過創建指紋數據庫和移動數據庫定位用戶在室內的位置。在接收到用戶發出的定位請求后，將根據該定位請求采集用戶所在位置的RSSI指紋，并把所述RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋進行匹配，根據匹配結果返回包含固定數量候選位置的集合。然后根據移動數據庫中的數據、用戶的移動方向信息及用戶的移動距離信息，計算所述包含固定數量候選位置的集合中的候選位置為用戶所在位置的概率，獲得用戶所在位置。與傳統室內定位方法相比，本發明專利技術定位精度高，最大誤差小，能在實時定位過程中持續提供準確定位。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及室內定位
，尤其涉及一種基于智能手機平臺的移動輔助室內定位方法和系統。
技術介紹
隨著通信和移動計算的日益成熟，上下文感知能力已經成為了許多普適計算應用中必不可少的一部分，而其中又以位置信息為重。可靠而準確的位置信息使得用戶可以·獲取并分享推廣信息，搜索周邊感興趣的事件，以及體驗多種多樣的社交和娛樂方式。另一方面，傳感器制造工藝的大幅提升也深刻改革了人類同物理世界的交流互通。多種類型的小體積傳感器已經集成到許多手持設備(例如當今越來越普遍的智能手機)中，也因此創造出一些諸如基于位置的移動廣告等新型應用。這些基于位置的服務正逐漸滲透到現代生活的各個角落，成為提高生活體驗、促進信息互通的重要方面。目前已經有大量研究工作致力于如何提高定位系統的普適性與精確性。在室外場景中，全球定位系統(GPS)已經是一個比較成熟的解決方案，并得到了大規模的應用。而由于在室內場景中衛星的直接可見性非常有限，以致于全球定位系統不可用，因此室內定位技術依然是一個不小的挑戰。傳統的室內定位方法有兩類。一類的方法依賴于預先安裝的基礎設施(例如射頻識別系統)或專有硬件(例如紅外線、超聲波發射接收設備)，但是它們的廣泛應用受限于高部署成本和低擴展性。另一類方法利用普遍存在的無線信號(例如來自全球移動通訊系統、調頻廣播等)和指紋匹配方法來進行定位；該方法將接收信號強度(RSSI)作為每個地點的“指紋”，并構建該地點的指紋與位置對應的指紋數據庫，未知位置的指紋與指紋數據庫進行匹配，并將最匹配的指紋對應的位置作為當前位置估計。這類方法適于廣泛應用，但是其定位精度受到信號源個數及室內多徑效應的影響，依然存在定位誤差較大的情形，定位精度無法滿足諸多應用的要求。
技術實現思路
針對上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種基于智能手機平臺的移動輔助室內定位方法和系統，其在利用室內無線信號的同時，將用戶的移動信息結合到定位過程中，定位精度高，最大誤差小，能在實時定位過程中持續提供準確定位。為達此目的，本專利技術采用以下技術方案一種基于智能手機平臺的移動輔助室內定位方法，包括如下步驟A、構建指紋數據庫；確定室內環境中具有邏輯特征的地點即定位參考點；采集每個定位參考點的接收信號強度(RSSI)值，將其作為定位參考點的RSSI指紋；將所述定位參考點的位置信息及與其對應的RSSI指紋存入數據庫中，完成指紋數據庫的構建；B、構建移動數據庫；將用戶所在位置的RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋進行匹配，根據匹配結果，獲得一個位置估計；計算手機中電子指南針采集的方向數據的均值，獲得用戶的移動方向信息；根據手機中加速度計采集的用戶加速度的變化信息，獲得用戶的移動距離信息；結合所述位置估計對所述移動方向信息和移動距離信息進行處理，并將處理結果存入數據庫中，完成移動數據庫的構建；C、定位用戶所在位置； 接收用戶發出的定位請求，并根據該定位請求采集用戶所在位置的RSSI指紋；將所述RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋進行匹配，根據匹配結果返回包含固定數量候選位置的集合；計算手機中電子指南針采集的方向數據的均值，獲得用戶的移動方向信息；根據手機中加速度計采集的用戶加速度的變化信息，獲得用戶的移動距離信息；根據所述移動數據庫中的數據、用戶的移動方向信息及用戶的移動距離信息，計算所述包含固定數量候選位置的集合中的候選位置為用戶所在位置的概率，獲得用戶所在位置。特別地，所述步驟B中將用戶所在位置的RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋進行匹配，具體包括根據公式(a)計算用戶所在位置的RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋的不相似度，不相似度最小的RSSI指紋即為匹配結果，其對應的位置則作為用戶所在位置的一個位置估計； ηΦ2 CF, Fr) = 1^ifi — f/)2 =ι(a)其中，設室內整個區域中的無線接入點(AP)的數量為η，η為正整數，則用戶所在位置的RSSI指紋可表示為F = (f1; f2，. . .，fn)，其中&表示來自第i個無線接入點的RSSI指紋，同樣的，指紋數據庫中的任一 RSSI指紋為F' = (f'n)特別地，所述步驟B中根據手機中加速度計采集的用戶加速度的變化信息，獲得用戶的移動距離信息，具體包括根據手機中加速度計采集的用戶加速度的變化信息，計算用戶的行走步數，并根據用戶的身高計算用戶的步長，由所述步數和步長計算出用戶的移動距離信息。特別地，所述步驟B中結合所述位置估計對所述移動方向信息和移動距離信息進行處理，具體包括將每個時間片內起始位置和結束位置間的移動方向信息和移動距離信息與根據室內環境地圖計算的值相比較，若差值超過所設閾值，則丟棄該時間片內的移動方向信息和移動距離信息，并將每個時間片內起始位置和結束位置相同的記錄信息匯總為用戶移動方向和移動距離的均值和標準差，存入移動數據庫。特別地,所述步驟C具體包括接收用戶第一次發出的定位請求，根據該定位請求采集用戶所在位置的RSSI指紋，計算該用戶所在位置的RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋的不相似度，返回包含固定數量候選位置的集合，并將該集合中不相似度最小的RSSI指紋對應的位置作為用戶所在位置的一個位置估計；在下一個時間間隔，用戶移動到新位置，則采集該新位置的RSSI指紋，計算手機中電子指南針在所述時間間隔內采集的方向數據的均值，獲得用戶的移動方向信息，根據手機中加速度計在所述時間間隔內采集的用戶加速度的變化信息，獲得用戶的移動距離信息；計算所述新位置的RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋的不相似度，獲得包含固定數量候選位置的集合，并通過公式(b)計算每個候選位置為所述新位置的概率； 權利要求1.一種基于智能手機平臺的移動輔助室內定位方法，其特征在于，包括如下步驟 A、構建指紋數據庫； 確定室內環境中具有邏輯特征的地點即定位參考點； 采集每個定位參考點的接收信號強度(RSSI)值，將其作為定位參考點的RSSI指紋；將所述定位參考點的位置信息及與其對應的RSSI指紋存入數據庫中，完成指紋數據庫的構建； B、構建移動數據庫； 將用戶所在位置的RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋進行匹配，根據匹配結果，獲得一個位置估計； 計算手機中電子指南針采集的方向數據的均值，獲得用戶的移動方向信息； 根據手機中加速度計采集的用戶加速度的變化信息，獲得用戶的移動距離信息； 結合所述位置估計對所述移動方向信息和移動距離信息進行處理，并將處理結果存入數據庫中，完成移動數據庫的構建； C、定位用戶所在位置； 接收用戶發出的定位請求，并根據該定位請求采集用戶所在位置的RSSI指紋； 將所述RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋進行匹配，根據匹配結果返回包含固定數量候選位置的集合； 計算手機中電子指南針采集的方向數據的均值，獲得用戶的移動方向信息； 根據手機中加速度計采集的用戶加速度的變化信息，獲得用戶的移動距離信息； 根據所述移動數據庫中的數據、用戶的移動方向信息及用戶的移動距離信息，計算所述包含固定數量候選位置的集合中的候選位置為用戶所在位置的概率，獲得用戶所在位置。2.根據權利要求I所述的基于智能手機平臺的移動輔助室內定本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于智能手機平臺的移動輔助室內定位方法，其特征在于，包括如下步驟：A、構建指紋數據庫；確定室內環境中具有邏輯特征的地點即定位參考點；采集每個定位參考點的接收信號強度(RSSI)值，將其作為定位參考點的RSSI指紋；將所述定位參考點的位置信息及與其對應的RSSI指紋存入數據庫中，完成指紋數據庫的構建；B、構建移動數據庫；將用戶所在位置的RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋進行匹配，根據匹配結果，獲得一個位置估計；計算手機中電子指南針采集的方向數據的均值，獲得用戶的移動方向信息；根據手機中加速度計采集的用戶加速度的變化信息，獲得用戶的移動距離信息；結合所述位置估計對所述移動方向信息和移動距離信息進行處理，并將處理結果存入數據庫中，完成移動數據庫的構建；C、定位用戶所在位置；接收用戶發出的定位請求，并根據該定位請求采集用戶所在位置的RSSI指紋；將所述RSSI指紋與所述指紋數據庫中RSSI指紋進行匹配，根據匹配結果返回包含固定數量候選位置的集合；計算手機中電子指南針采集的方向數據的均值，獲得用戶的移動方向信息；根據手機中加速度計采集的用戶加速度的變化信息，獲得用戶的移動距離 信息；根據所述移動數據庫中的數據、用戶的移動方向信息及用戶的移動距離信息，計算所述包含固定數量候選位置的集合中的候選位置為用戶所在位置的概率，獲得用戶所在位置。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫偉，楊錚，劉云浩，
申請(專利權)人：無錫儒安科技有限公司，
類型：發明
國別省市：