本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種基于信號(hào)發(fā)射裝置天線方向修正的定位方法,尤其適用于室內(nèi)Wifi定位技術(shù)。
背景技術(shù):
隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)位置的需求越來越高,室內(nèi)定位技術(shù)可以為用戶提供精準(zhǔn)的商場定位、導(dǎo)航、導(dǎo)購服務(wù),為商場提供客流動(dòng)線、顧客購物取向,室內(nèi)位置服務(wù)市場規(guī)模巨大。目前,由于應(yīng)用廣泛、建設(shè)成本較低、定位精度較高,基于Wifi的室內(nèi)定位方案比較普及。
現(xiàn)行的室內(nèi)Wifi定位主要是基于RSSI值(接收的信號(hào)強(qiáng)度指示,用于反應(yīng)接收到的輻射信號(hào)強(qiáng)度,可以通過接收到的信號(hào)強(qiáng)弱來測定信號(hào)點(diǎn)與接收點(diǎn)之間的距離)的定位技術(shù),這種定位技術(shù)又分為基于位置指紋定位方法和基于傳播模型定位方法。基于位置指紋定位方法布置復(fù)雜,需要進(jìn)行大量RSSI值在不同位置的數(shù)據(jù)采集,無法獲得廣泛推廣應(yīng)用;基于傳播模型的定位方法是通過監(jiān)測測量點(diǎn)(待定位點(diǎn))接收到信號(hào)點(diǎn)輻射信號(hào)的RSSI值,再結(jié)合室內(nèi)信號(hào)衰減模型,來得出測量點(diǎn)到信號(hào)點(diǎn)之間的距離,通過得到測量點(diǎn)到多個(gè)位置已知的信號(hào)點(diǎn)距離最終計(jì)算出測量點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)定位,但現(xiàn)有的這種基于傳播模型定位技術(shù)都將信號(hào)點(diǎn)的傳播天線假設(shè)為在各個(gè)方向上信號(hào)衰減模型都完全相同的理想天線,并基于這種理想天線的信號(hào)衰減模型計(jì)算確定定位位置,但實(shí)際上理想天線并不存在,即使是現(xiàn)有技術(shù)中的全向天線,其在各個(gè)方向上的信號(hào)衰減模型也并不完全相同,這導(dǎo)致了現(xiàn)有基于傳播模型的定位技術(shù)的定位精度不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)問題,創(chuàng)新的提出一種基于天線方向性修正的定位系統(tǒng)和定位方法,充分考慮了信號(hào)源傳播天線的方向性,采用實(shí)測的天線輻射信號(hào)衰減模型代替理想的衰減模型,對(duì)現(xiàn)有定位結(jié)果進(jìn)行修正,大大提高了定位精度,尤其適用于室內(nèi)Wifi定位,具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
一種基于信號(hào)發(fā)射裝置天線方向修正的定位方法,包括以下步驟:
步驟一、將信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射至待定位點(diǎn)處的信號(hào)處理成基本定位信息,所述基本定位信息包括:信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射的信號(hào)到達(dá)待定位點(diǎn)處時(shí)的衰減信號(hào)強(qiáng)度、所述信號(hào)發(fā)射裝置的信標(biāo)信息和所述信號(hào)發(fā)射裝置的標(biāo)識(shí)信息;
步驟二、根據(jù)步驟一確定的基本定位信息,采用信號(hào)衰減計(jì)算模型和基于傳播模型的定位算法計(jì)算得到待定位點(diǎn)的初步定位位置;
步驟三、通過實(shí)測獲得信號(hào)發(fā)射裝置的衰減特性,所述衰減特性包括有若干等幅衰減信息,每個(gè)等幅衰減信息記錄了同一衰減信號(hào)強(qiáng)度下角度與距離間的傳播特性關(guān)系,其中所述角度為與信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向所成的角度,所述距離是指與信號(hào)發(fā)射裝置所在位置之間的距離;
步驟四、根據(jù)步驟三確定的衰減特性對(duì)步驟二確定的初步定位位置進(jìn)行修正,首先確定所述初步定位位置和信號(hào)發(fā)射裝置所在位置之間的連線相對(duì)于該信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向之間的夾角,然后根據(jù)該信號(hào)發(fā)射裝置對(duì)應(yīng)的基本定位信息中的衰減信號(hào)強(qiáng)度在該信號(hào)發(fā)射裝置的衰減特性中查找獲得與所述衰減信號(hào)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的等幅衰減信息,接著根據(jù)所述夾角和所述等幅衰減信息中記錄的角度與距離間的傳播特性關(guān)系,得到到所述信號(hào)發(fā)射裝置所在位置的修正距離;最后根據(jù)所述修正距離、所述夾角和所述信號(hào)發(fā)射裝置所在位置得到對(duì)初步定位位置的修正位置,實(shí)現(xiàn)精確定位。
進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的定位方法,其中步驟一中,所述基本定位信息中的衰減信號(hào)強(qiáng)度用RSSI表示,所述基本定位信息中的信標(biāo)信息攜帶有信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向,所述基本定位信息中的標(biāo)識(shí)信息為信號(hào)發(fā)射裝置的SSID,對(duì)應(yīng)于每個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置的基本定位信息記錄了RSSI、天線擺置方向和SSID間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的定位方法,其中步驟二具體包括:(1)根據(jù)信號(hào)發(fā)射裝置的原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度和所述信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射的信號(hào)到達(dá)待定位點(diǎn)處的衰減信號(hào)強(qiáng)度,采用信號(hào)衰減計(jì)算模型計(jì)算得到待定位點(diǎn)與信號(hào)發(fā)射裝置所在位置之間的距離;(2)根據(jù)所述距離和所述信號(hào)發(fā)射裝置所在位置采用基于傳播模型的定位算法計(jì)算得到待定位點(diǎn)的初步定位位置。
進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的定位方法,其中步驟二具體包括:(1)根據(jù)第一信號(hào)發(fā)射裝置的原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度和第一信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射的信號(hào)在待定位點(diǎn)處的衰減信號(hào)強(qiáng)度,采用線性距離路徑損耗模型、對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型或衰減因子模型中的任一種模型計(jì)算得到待定位點(diǎn)到第一信號(hào)發(fā)射裝置所在位置之間的距離d1,根據(jù)第二信號(hào)發(fā)射裝置的原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度和第二信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射的信號(hào)在待定位點(diǎn)處的衰減信號(hào)強(qiáng)度,采用線性距離路徑損耗模型、對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型或衰減因子模型中的任一種模型計(jì)算得到待定位點(diǎn)到第二信號(hào)發(fā)射裝置所在位置之間的距離d2,根據(jù)第三信號(hào)發(fā)射裝置的原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度和第三信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射的信號(hào)在待定位點(diǎn)處的衰減信號(hào)強(qiáng)度,采用線性距離路徑損耗模型、對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型或衰減因子模型中的任一種模型計(jì)算得到待定位點(diǎn)到第三信號(hào)發(fā)射裝置所在位置之間的距離d3;(2)根據(jù)所述距離d1、d2、d3和第一信號(hào)發(fā)射裝置所在位置坐標(biāo)(x1,y1)、第二信號(hào)發(fā)射裝置所在位置坐標(biāo)(x2,y2)、第三信號(hào)發(fā)射裝置所在位置坐標(biāo)(x3,y3),采用三邊測量法計(jì)算得到待定位點(diǎn)的初步定位位置坐標(biāo)(x,y):
。
進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的定位方法,其中步驟三中,按照如下方式實(shí)測得到各個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置的衰減特性:(1)各信號(hào)發(fā)射裝置以相同的原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度向外輻射信號(hào),各信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向相對(duì)于規(guī)定坐標(biāo)系固定設(shè)置;(2)對(duì)每個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置,以信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向作為起始標(biāo)定方向,然后自起始標(biāo)定方向起按照固定的角度步長和距離步長測量并記錄該信號(hào)發(fā)射裝置周圍各個(gè)位置處的輻射信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù);(3)將測量記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到若干等幅衰減信息,所述等幅衰減信息為等幅衰減數(shù)據(jù)記錄表或等幅衰減線,記錄了信號(hào)發(fā)射裝置周圍具有同一輻射信號(hào)強(qiáng)度的所有位置信息。
進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的定位方法,其中步驟四具體包括:步驟(1)、確定所述初步定位位置和第一信號(hào)發(fā)射裝置所在位置之間的連線相對(duì)于第一信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向之間的夾角,所述第一信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向來源于第一信號(hào)發(fā)射裝置的基本定位信息的信標(biāo)信息中;步驟(2)、根據(jù)第一信號(hào)發(fā)射裝置對(duì)應(yīng)的基本定位信息中的衰減信號(hào)強(qiáng)度在第一信號(hào)發(fā)射裝置的衰減特性中查找獲得與所述衰減信號(hào)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的等幅衰減信息;步驟(3)、根據(jù)步驟(2)的等幅衰減信息獲得與步驟(1)確定的所述夾角對(duì)應(yīng)的衰減距離,所述衰減距離作為待定位點(diǎn)的修正位置到第一信號(hào)發(fā)射裝置所在位置之間的修正距離;步驟(4)、根據(jù)所述修正距離、所述夾角和所述第一信號(hào)發(fā)射裝置的所在位置確定待定位點(diǎn)的修正位置。
進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的定位方法,其中步驟四還包括:步驟(5),對(duì)于其他信號(hào)發(fā)射裝置,重復(fù)步驟(1)至步驟(4),得到多個(gè)修正位置,然后取多個(gè)修正位置的平均值,作為待定位點(diǎn)的最終定位位置。
一種基于信號(hào)發(fā)射裝置天線方向修正的定位系統(tǒng),包括:
基本定位信息處理單元,用于將信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射至待定位點(diǎn)處的信號(hào)處理成基本定位信息,所述基本定位信息包括:信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射的信號(hào)到達(dá)待定位點(diǎn)處時(shí)的衰減信號(hào)強(qiáng)度、所述信號(hào)發(fā)射裝置的信標(biāo)信息和所述信號(hào)發(fā)射裝置的標(biāo)識(shí)信息;
初步定位單元,根據(jù)基本定位信息處理單元確定的基本定位信息,采用信號(hào)衰減計(jì)算模型和基于傳播模型的定位算法計(jì)算得到待定位點(diǎn)的初步定位位置;
方向性信息單元,存儲(chǔ)有各信號(hào)發(fā)射裝置的實(shí)測衰減特性,所述實(shí)測衰減特性包括有若干實(shí)測等幅衰減信息,每個(gè)實(shí)測等幅衰減信息記錄了同一衰減信號(hào)強(qiáng)度下角度與距離間的傳播特性關(guān)系,其中所述角度為與信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向所成的角度,所述距離是指與信號(hào)發(fā)射裝置所在位置之間的距離;
修正定位單元,根據(jù)方向性信息單元中存儲(chǔ)的實(shí)測衰減特性對(duì)初步定位單元確定的初步定位位置進(jìn)行修正,首先確定所述初步定位位置和信號(hào)發(fā)射裝置所在位置之間的連線相對(duì)于該信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向之間的夾角,然后根據(jù)該信號(hào)發(fā)射裝置對(duì)應(yīng)的基本定位信息中的衰減信號(hào)強(qiáng)度在方向性信息單元存儲(chǔ)的該信號(hào)發(fā)射裝置的衰減特性中查找獲得與所述衰減信號(hào)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的等幅衰減信息,接著根據(jù)所述夾角和所述等幅衰減信息中記錄的角度與距離間的傳播特性關(guān)系,得到到所述信號(hào)發(fā)射裝置所在位置的修正距離;最后根據(jù)所述修正距離、所述夾角和所述信號(hào)發(fā)射裝置所在位置得到對(duì)初步定位位置的修正位置,實(shí)現(xiàn)精確定位。
進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的定位系統(tǒng),其中:所述基本定位信息處理單元中記錄有每個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置的基本定位信息,所述基本定位信息中的衰減信號(hào)強(qiáng)度用RSSI表示,所述基本定位信息中的信標(biāo)信息攜帶了信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向,所述基本定位信息中的標(biāo)識(shí)信息為信號(hào)發(fā)射裝置的SSID,每個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置的基本定位信息記錄了RSSI、天線擺置方向和SSID間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的定位系統(tǒng),其中所述初步定位單元包括衰減模型模塊21、定位算法模塊22和SSID存儲(chǔ)模塊23;所述基本定位信息處理單元將信號(hào)發(fā)射裝置的基本定位信息中的RSSI和SSID輸出給所述衰減模型模塊21,所述衰減模型模塊21和定位算法模塊22均連接于所述SSID存儲(chǔ)模塊23,所述SSID存儲(chǔ)模塊23中存儲(chǔ)有各個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置的SSID、位置坐標(biāo)和原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;所述衰減模型模塊21中預(yù)設(shè)有衰減計(jì)算模型,所述衰減計(jì)算模型能夠基于兩點(diǎn)的輻射信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算出兩點(diǎn)之間的距離;所述衰減模型模塊21接收到基本定位信息處理單元發(fā)送的信號(hào)發(fā)射裝置的基本定位信息中的RSSI和SSID后,在SSID儲(chǔ)存模塊23中查找得到所述SSID對(duì)應(yīng)的該信號(hào)發(fā)射裝置的原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,并根據(jù)所述原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度和RSSI計(jì)算得到待定位點(diǎn)到所述信號(hào)發(fā)射裝置的距離,然后將所述距離和SSID傳輸至所述定位算法模塊22;所述定位算法模塊22中預(yù)設(shè)有基于傳播模型的定位算法,所述定位算法模塊22根據(jù)衰減模型模塊21傳輸?shù)腟SID在SSID儲(chǔ)存模塊23中查找得到與之對(duì)應(yīng)的所述信號(hào)發(fā)射裝置的位置坐標(biāo),并根據(jù)所述位置坐標(biāo)和待定位點(diǎn)到所述信號(hào)發(fā)射裝置的所述距離采用所述定位算法計(jì)算得到待定位點(diǎn)的初步定位位置坐標(biāo),并將得到的初步定位位置坐標(biāo)輸出至所述修正定位單元。
進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的定位系統(tǒng),其中:所述衰減模型模塊21接收到基本定位信息處理單元發(fā)送的第一信號(hào)發(fā)射裝置的基本定位信息中的RSSI1和SSID1后,在SSID儲(chǔ)存模塊23中查找得到第一信號(hào)發(fā)射裝置的原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度P1,并根據(jù)所述原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度P1和RSSI1計(jì)算得到待定位點(diǎn)到第一信號(hào)發(fā)射裝置的距離d1,然后將所述距離d1和SSID1傳輸至所述定位算法模塊22;所述衰減模型模塊21接收到基本定位信息處理單元發(fā)送的第二信號(hào)發(fā)射裝置的基本定位信息中的RSSI2值和SSID2后,在SSID儲(chǔ)存模塊23中查找得到第二信號(hào)發(fā)射裝置的原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度P2,并根據(jù)所述原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度P2和RSSI2計(jì)算得到待定位點(diǎn)到第二信號(hào)發(fā)射裝置的距離d2,然后將所述距離d2和SSID2傳輸至所述定位算法模塊22;所述衰減模型模塊21接收到基本定位信息處理單元發(fā)送的第三信號(hào)發(fā)射裝置的基本定位信息中的RSSI3和SSID3后,在SSID儲(chǔ)存模塊23中查找得到第三信號(hào)發(fā)射裝置的原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度P3,并根據(jù)所述原始發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度P3和RSSI3計(jì)算得到待定位點(diǎn)到第三信號(hào)發(fā)射裝置的距離d3,然后將所述距離d3和SSID3傳輸至所述定位算法模塊22;所述定位算法模塊22中預(yù)設(shè)有三邊測量定位算法,所述定位算法模塊22根據(jù)衰減模型模塊21傳輸?shù)腟SID1、SSID2、SSID3在SSID儲(chǔ)存模塊23中分別查找得到第一信號(hào)發(fā)射裝置的位置坐標(biāo)(x1,y1)、第二信號(hào)發(fā)射裝置的位置坐標(biāo)(x2,y2)和第三信號(hào)發(fā)射裝置的位置坐標(biāo)(x3,y3),設(shè)待定位點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(x,y),根據(jù)三邊幾何關(guān)系:,得到待定位點(diǎn)的初步定位位置坐標(biāo)(x,y)為:
。
進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明所述的定位系統(tǒng),其中:所述方向性信息單元14中存儲(chǔ)有各個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置的SSID、位置坐標(biāo)和實(shí)測衰減特性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,每個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置的實(shí)測衰減特性記錄有RSSI和該RSSI下等幅衰減信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系;所述初步定位單元將其得到的初步定位位置坐標(biāo)輸出至所述修正定位單元13;所述基本定位信息處理單元將信號(hào)發(fā)射裝置的基本定位信息中的RSSI、天線擺置方向和SSID輸出給所述修正定位單元13;所述修正定位單元13接收到所述初步定位位置坐標(biāo)后,在方向性信息單元14查找得到與基本定位信息處理單元提供的SSID對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)射裝置的位置坐標(biāo)、以及與基本定位信息處理單元提供的SSID和RSSI對(duì)應(yīng)的等幅衰減信息,接著確定所述初步定位位置坐標(biāo)和信號(hào)發(fā)射裝置的位置坐標(biāo)之間的連線相對(duì)于所述信號(hào)發(fā)射裝置的天線擺置方向之間的夾角,然后根據(jù)所述夾角和所述等幅衰減信息得到待定位點(diǎn)修正位置到所述信號(hào)發(fā)射裝置的位置坐標(biāo)間的修正距離,最后根據(jù)所述修正距離、所述夾角和所述信號(hào)發(fā)射裝置的位置坐標(biāo)確定待定位點(diǎn)的修正位置坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)精確定位。
通過本發(fā)明的技術(shù)方案至少能夠達(dá)到以下技術(shù)效果:
1)、相比于現(xiàn)有基于傳播模型的定位方法,本發(fā)明充分考慮到了傳播天線的方向性問題,采用實(shí)測的傳播天線輻射信號(hào)衰減模型代替理想天線的輻射信號(hào)衰減模型,通過對(duì)初步定位得出的不準(zhǔn)確位置信息加以修正,將定位坐標(biāo)位置逐漸逼近到其真實(shí)位置,克服了現(xiàn)有技術(shù)中將實(shí)際天線近似為理想天線所帶來的定位誤差,大大提高了定位精度。
2)、相比于現(xiàn)有基于位置指紋定位方法,本發(fā)明不需要進(jìn)行大量的RSSI值在不同位置的數(shù)據(jù)采集,降低了布置復(fù)雜程度;且本發(fā)明可以迅速應(yīng)用到實(shí)際,對(duì)于天線在各個(gè)方向的等幅衰減數(shù)據(jù),實(shí)際中可以由廠家直接給出,減少了大量測量的時(shí)間成本,使得本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)起來非常容易。
附圖說明
附圖1是現(xiàn)有定位方法的定位誤差示意圖;
附圖2是本發(fā)明所述定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖;
附圖3是本發(fā)明所述定位系統(tǒng)中初步定位單元的結(jié)構(gòu)框圖;
附圖4是基于理想天線的定位原理圖;
附圖5是天線的實(shí)測等幅衰減信息圖;
附圖6和附圖7是本發(fā)明所述定位方法的原理示意圖;
圖中:
11-基本定位信息處理單元,12-初步定位單元,13-修正定位單元,14-方向性信息單元,21-衰減模型模塊,22-定位算法模塊,23-SSID存儲(chǔ)模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述,以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更加清楚的理解本發(fā)明,但并不因此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明提出一種基于天線方向性修正的定位系統(tǒng)和定位方法,首先說明本發(fā)明的技術(shù)出發(fā)點(diǎn):現(xiàn)有的定位技術(shù)如附圖1所示的,測量位置(也就是待定位點(diǎn),為方便描述以下統(tǒng)一將待定位點(diǎn)表述為測量點(diǎn))通過接收信號(hào)發(fā)射點(diǎn)(典型的信號(hào)發(fā)送點(diǎn)如無線訪問接入點(diǎn)即AP,測量點(diǎn)接入AP后,可以接收AP發(fā)送的信號(hào),AP的室內(nèi)覆蓋范圍一般是30m~100m,屬于常用的一種室內(nèi)定位信號(hào)發(fā)射點(diǎn))發(fā)射的信息,然后測量出接收的信號(hào)強(qiáng)度指示即RSSI值(該RSSI值反應(yīng)了接收到的輻射信號(hào)強(qiáng)弱,而這種信號(hào)強(qiáng)弱與測量點(diǎn)和信號(hào)發(fā)射點(diǎn)之間的距離有關(guān)),然后通過室內(nèi)信號(hào)傳播衰減模型和定位算法計(jì)算出測量點(diǎn)的坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)對(duì)測量點(diǎn)的定位。但是經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證現(xiàn)有的這種定位技術(shù)定位出的測量點(diǎn)坐標(biāo)與其真實(shí)坐標(biāo)之間存在著一定的誤差,造成這種誤差的主要原因是現(xiàn)有的定位技術(shù)都是將信號(hào)發(fā)射點(diǎn)的傳播天線推定為是理想天線,這種理想天線是指在全部方向上輻射強(qiáng)度都完全相等的天線,即理想的無方向性天線,是一種理想的點(diǎn)源天線,它向各個(gè)方向輻射的強(qiáng)度都相等,進(jìn)而基于這種理想天線的信號(hào)傳播衰減模型的沒有方向性,其信號(hào)能量衰減的等幅線是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓。但實(shí)際中,理想天線并不存在,任何一個(gè)信號(hào)發(fā)射點(diǎn)(包括AP)的傳播天線在全部方向上輻射強(qiáng)度并不完全相等,常見的如全向天線和定向天線,所述全向天線在水平方向圖上表現(xiàn)為近似360°均勻輻射,但是全向天線也不視為理想天線,其也無法達(dá)到完全均勻輻射,定向天線其輻射能量的方向性就更強(qiáng),而且在天線設(shè)計(jì)中,越接近理想的傳播天線設(shè)計(jì)制造成本越高,實(shí)際也并不適用于大規(guī)模布置節(jié)點(diǎn)。因此現(xiàn)有的定位技術(shù)中普遍都沒有考慮信號(hào)輻射點(diǎn)傳播天線的方向性,導(dǎo)致其定位位置存在著較大的誤差,本發(fā)明基于此提出一種充分考慮傳播天線方向性的定位技術(shù),在現(xiàn)有定位技術(shù)中創(chuàng)新的增加了天線方向性修正技術(shù),大大提高了定位精度。
本發(fā)明基于測量點(diǎn)(也就是待定位點(diǎn))的信號(hào)接收裝置(優(yōu)選的如手機(jī)等終端裝置)同時(shí)接收到多個(gè)AP(即信號(hào)發(fā)射點(diǎn),以下以AP為例說明本發(fā)明)發(fā)射的信息而對(duì)其進(jìn)行定位,也就是說本發(fā)明所述的定位系統(tǒng)布置于若干AP所在的通信范圍內(nèi)。具體的本發(fā)明所述的基于天線方向性修正的定位系統(tǒng)如附圖2所示的,包括基本定位信息處理單元11、初步定位單元12、修正定位單元13和方向性信息單元14。測量點(diǎn)的信號(hào)接收裝置接收各個(gè)AP(優(yōu)選的至少包括三個(gè)AP)發(fā)射的基本定位信息,并將接收到的基本定位信息發(fā)送給基本定位信息處理單元11進(jìn)行處理。所述基本定位信息包括輻射傳輸信號(hào)、信標(biāo)(beacon)和SSID信息,其中所述輻射傳輸信號(hào)為AP發(fā)射的輻射信號(hào)傳輸?shù)竭_(dá)測量點(diǎn)時(shí)的信號(hào),可為任意序列,用于反應(yīng)測量點(diǎn)接收到的AP所發(fā)射輻射信號(hào)的強(qiáng)度,所述信標(biāo)攜帶有對(duì)應(yīng)AP的傳播天線的擺置方向信息,所述SSID信息為服務(wù)集標(biāo)識(shí),用于反應(yīng)對(duì)應(yīng)AP的無線網(wǎng)絡(luò)名稱,也就是說不同的AP通過其對(duì)應(yīng)的SSID來進(jìn)行區(qū)分。所述基本定位信息處理單元11對(duì)測量點(diǎn)的信號(hào)接收裝置傳輸來的基本定位信息進(jìn)行處理,具體的將基本定位信息中的傳輸信號(hào)處理轉(zhuǎn)換為RSSI值,所述RSSI值用于反應(yīng)測量點(diǎn)接收到的AP發(fā)射的輻射信號(hào)強(qiáng)度。所述基本定位信息處理單元11優(yōu)選的直接連接于測量點(diǎn)處的信號(hào)接收裝置,如可將所述基本定位信息處理單元集成于手機(jī)終端,從而在手機(jī)終端接收到AP的傳輸信號(hào)后直接將其轉(zhuǎn)換為代表信號(hào)幅值強(qiáng)度的RSSI值。所述基本定位信息處理單元11亦可設(shè)置于后臺(tái)服務(wù)器中,這樣測量點(diǎn)處的信號(hào)接收裝置接收信號(hào)后將其發(fā)送至服務(wù)器進(jìn)行處理,但是這種方式需要多次傳輸信號(hào),對(duì)于大規(guī)模的用戶定位可能造成信道擁堵,因此本發(fā)明優(yōu)選的在用戶終端設(shè)置基本定位信息處理單元。
所述基本定位信息處理單元11連接初步定位單元12和修正定位單元13,所述初步定位單元12和方向性信息單元14連接修正定位單元13。所述基本定位信息處理單元11將RSSI值和SSID信息傳輸給初步定位單元12進(jìn)行初步定位,將RSSI值、信標(biāo)和SSID信息傳輸給修正定位單元13進(jìn)行天線擺置方向修正。所述初步定位單元12如附圖3所示的,包括衰減模型模塊21、定位算法模塊22和SSID儲(chǔ)存模塊23,所述衰減模型模塊21連接于所述定位算法模塊22和SSID儲(chǔ)存模塊23,所述定位算法模塊22連接于所述SSID儲(chǔ)存模塊23,所述SSID儲(chǔ)存模塊23存儲(chǔ)有各個(gè)AP的SSID信息、位置坐標(biāo)信息和原始輻射信號(hào)強(qiáng)度信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,也就是說在初始化階段,將所述定位系統(tǒng)所在范圍內(nèi)的每個(gè)AP的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)名稱與其所在位置坐標(biāo)、所發(fā)射輻射信號(hào)的原始幅值強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)應(yīng),并存儲(chǔ)于SSID儲(chǔ)存模塊23中,在后續(xù)的精確定位過程中各個(gè)AP的名稱、位置以及原始輻射信號(hào)強(qiáng)度不在發(fā)生變化。所述衰減模型模塊21中預(yù)設(shè)有信號(hào)衰減計(jì)算模型,所述信號(hào)衰減計(jì)算模型能夠基于原始信號(hào)強(qiáng)度和接收點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算出接收點(diǎn)所在位置與信源所在位置之間的距離,優(yōu)選的所述信號(hào)衰減計(jì)算模型為線性距離路徑損耗模型、對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型、衰減因子模型中的任意一種,其中所述線性距離路徑損耗模型如下:
其中,L(d)為距離信號(hào)源AP為d的信號(hào)強(qiáng)度,α為線性回歸系數(shù),l0為與信號(hào)源的原始輻射信號(hào)強(qiáng)度相關(guān)的衡參數(shù),該模型中α和l0需要測量大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得,并且僅適用于小型的測試環(huán)境,對(duì)于障礙較多的復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境誤差較高。
所述對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型如下:
其中,PL(d)代表距離信號(hào)源AP為d處的信號(hào)強(qiáng)度,γ為路徑損耗系數(shù),它表示了路徑損耗與距離增長之比,依賴于具體傳播環(huán)境,d0為參考距離,室內(nèi)的環(huán)境下一般設(shè)d0為1米,PL(d0)為參考距離處d0的功率值(反應(yīng)發(fā)射端的信源強(qiáng)度),d是接收端與發(fā)射端之間的距離,Xδ是滿足N(μ, δ2)的正態(tài)隨機(jī)變量,不同建筑物中γ、δ不同。
所述衰減因子模型如下:
其中,室內(nèi)路徑損耗等于自由空間損耗加上附加損耗因子,且隨距離成指數(shù)增長,代表距離信號(hào)源AP為d處的信號(hào)強(qiáng)度,d0為參考距離,室內(nèi)的環(huán)境下一般設(shè)d0為1米,為參考距離處d0的功率值(反應(yīng)發(fā)射端的信源強(qiáng)度),γSF表示同層路徑損耗系數(shù),d是接收端與發(fā)射端之間的距離,F(xiàn)AF為附加損耗因子;對(duì)于多層建筑物,衰減因子模型變型如下:
其中,α為信道衰減常數(shù),d0為參考距離,其他參數(shù)含義同上。
本發(fā)明所述衰減模型模塊21可基于上述三種模型中的任一種來計(jì)算得到測量點(diǎn)與AP之間的距離,在這三種模型中,只要知道某一信源的原始輻射信號(hào)強(qiáng)度和接收點(diǎn)所接受的輻射信號(hào)強(qiáng)度,就可以計(jì)算出信源與接收點(diǎn)之間的傳輸距離。具體的所述衰減模型模塊21接收到基本定位信息處理單元11發(fā)送的RSSI值和SSID信息后,首先根據(jù)SSID信息在SSID儲(chǔ)存模塊23中查找得到該SSID信號(hào)所對(duì)應(yīng)的AP的原始輻射信號(hào)強(qiáng)度,然后將代表測量點(diǎn)處信號(hào)幅值強(qiáng)度的RSSI值和原始輻射信號(hào)強(qiáng)度值帶入上述任一種信號(hào)衰減計(jì)算模型,即可計(jì)算得到測量點(diǎn)與SSID對(duì)應(yīng)的AP之間的距離d。然后所述衰減模型模塊21將計(jì)算得到的距離d和其對(duì)應(yīng)的所述SSID信號(hào)傳輸至所述的定位算法模塊22,由所述定位算法模塊22進(jìn)行初步定位。
所述定位算法模塊22根據(jù)衰減模型模塊21計(jì)算得到的距離d以及各距離對(duì)應(yīng)的AP點(diǎn)坐標(biāo)來計(jì)算得到測量點(diǎn)的初步定位位置坐標(biāo)。具體的所述定位算法模塊22通過預(yù)設(shè)的基于傳播模型的定位算法來計(jì)算出測量點(diǎn)的位置,所述基于傳播模型的定位算法為:三邊測量法、雙曲線定位法、最小二乘法中的任一種,優(yōu)選的所述定位算法為三邊測量法:測量點(diǎn)接收到至少來自三個(gè)AP的基本定位信息,并通過衰減模型模塊分別計(jì)算得到測量點(diǎn)到各個(gè)AP如AP1、AP2和AP3的距離d1、d2、d3,然后根據(jù)各距離對(duì)應(yīng)的SSID在SSID儲(chǔ)存模塊23中查找得到各SSID對(duì)應(yīng)的AP的坐標(biāo)即AP1(x1,y1)、AP2(x2,y2)、AP3(x3,y3),設(shè)測量點(diǎn)的初步定位坐標(biāo)為(x,y),根據(jù)三邊幾何關(guān)系可知(如附圖4所示):
通過計(jì)算,可以即可得知測量點(diǎn)的初步定位坐標(biāo)(x,y):
。
所述初步定位單元12初步定位后確定的測量點(diǎn)的位置坐標(biāo)傳輸給所述修正定位單元13,同時(shí)所述基本定位信息處理單元11將初步定位時(shí)對(duì)應(yīng)AP的信標(biāo)、SSID以及測量點(diǎn)接收到的該AP的RSSI值傳輸給修正定位單元13,所述方向性信息單元14連接于所述修正定位單元13,所述修正定位單元13中設(shè)置有修正算法模塊,經(jīng)修正算法模塊修正后的定位結(jié)果輸出給管理服務(wù)器或者測量點(diǎn)處的信號(hào)接收裝置。所述修正定位單元結(jié)合傳播天線的方向性信息以及傳播天線的初始擺置方向,對(duì)初步定位坐標(biāo)進(jìn)行修正,得到更為精確的定位信息。
首先說明本發(fā)明所采用的修正定位原理。由于初步定位時(shí)沒有考慮傳播天線的方向性,因此初步定位單元中衰減模型模塊21的信號(hào)衰減計(jì)算模型計(jì)算的RSSI值等幅線為圓,初步定位的測量點(diǎn)位置坐標(biāo)Q(x,y)為三個(gè)圓的交點(diǎn),如附圖4所示。本發(fā)明將天線方向性考慮到實(shí)際當(dāng)中,通過對(duì)初步定位的修正,得到更為精確的位置信息。目的是將三個(gè)圓的交點(diǎn)修正到三個(gè)不規(guī)則圖形交點(diǎn),因?yàn)榭紤]到每個(gè)AP的傳播天線為非理想天線,其在不同方向輻射的信號(hào)的衰減程度并不相同,也就是說其RSSI值的等幅線并非形成圓形,而是如附圖5中實(shí)線所示的不規(guī)則圖形。為說明簡便,以下將AP傳播天線輻射信號(hào)的等幅衰減圖形視為近似的橢圓形,但本發(fā)明對(duì)天線傳播模型沒有要求,也并不將AP傳播天線的等幅值圖形局限于橢圓形。如圖6所示,以AP1為例進(jìn)行說明,圖中的圓形是不考慮天線方向性時(shí)測量點(diǎn)處的RSSI值所在的等幅線,圖中的橢圓形是考慮AP1傳播天線方向性后測量點(diǎn)處的RSSI值所在的等幅線,兩條等幅線的RSSI值大小是相同的,但對(duì)于同樣大小的RSSI值,由于其等幅線圖形不一致,使得基于不同的等幅線圖形計(jì)算得到的測量點(diǎn)至信號(hào)源點(diǎn)即AP1所在位置的距離并不相同,如附圖6中除圓形等幅線和橢圓形等幅線的交點(diǎn)位置以外,同樣的RSSI值基于圓形等幅線和橢圓形等幅線至中心原點(diǎn)卻具有不同的距離,如其中P點(diǎn)和Q點(diǎn),雖然都具有相同的RSSI值,但是基于不同的等幅線圖形兩者到中心原點(diǎn)處的距離卻不同。本發(fā)明正是要將按照理想的圓形等幅線初步定位的坐標(biāo)修正到按照實(shí)際的橢圓形等幅線確定的精確坐標(biāo),下面詳細(xì)描述這種修正過程。
首先所述的方向性信息單元14中存儲(chǔ)有各個(gè)AP的SSID、坐標(biāo)和其傳播天線輻射信號(hào)的實(shí)測衰減特性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。各個(gè)AP的實(shí)測衰減特性包括各個(gè)輻射信號(hào)衰減值即RSSI值對(duì)應(yīng)的實(shí)測等幅衰減信息,每個(gè)實(shí)測等幅衰減信息均記錄了同一RSSI值下各個(gè)角度與距離的傳播特性關(guān)系,也就是說每個(gè)實(shí)測等幅衰減信息記錄了各角度下具有同一RSSI值的測量點(diǎn)位置與信源點(diǎn)AP位置之間的距離關(guān)系,這種實(shí)測等幅衰減信息通過實(shí)際測量得出,由于同種類型的天線傳播模型相同,測量結(jié)果可定為標(biāo)準(zhǔn)使用。通過實(shí)際測量標(biāo)定各實(shí)測等幅衰減信息來確定整個(gè)實(shí)測衰減特性,各天線的實(shí)測等幅衰減信息與天線的方向性有關(guān),多數(shù)情況實(shí)測等幅衰減信息表現(xiàn)為關(guān)于傳播天線擺置方向?qū)ΨQ的封閉等幅線。具體的測量標(biāo)定方法為:確定起始標(biāo)定方向,一般以傳播天線的實(shí)際擺置方向?yàn)槠鹗紭?biāo)定方向,即為0度角,接著按照固定的角度步長和距離步長測量距離AP點(diǎn)各個(gè)位置處的輻射信號(hào)強(qiáng)度即RSSI值,其中AP的原始輻射信號(hào)強(qiáng)度與初步定位單元中SSID存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的相同,優(yōu)選的在傳播天線具有對(duì)稱輻射結(jié)構(gòu)時(shí),測量角度范圍從0度到180度,每隔5度設(shè)置一個(gè)測量點(diǎn),同時(shí)測量距離范圍為AP的覆蓋范圍,一般為0-30米,優(yōu)選每隔1米設(shè)置一個(gè)測量點(diǎn),從而測得各個(gè)測量點(diǎn)處的RSSI值即信號(hào)衰減dB值,最后基于測量結(jié)果處理形成對(duì)應(yīng)于各個(gè)RSSI值的實(shí)測等幅衰減信息。當(dāng)傳播天線不具有對(duì)稱輻射結(jié)構(gòu)時(shí)其測量角度范圍從0度到360度。同一型號(hào)傳播天線的輻射衰減特性基本相同,多次測量后可以得到較為準(zhǔn)確的實(shí)測衰減特性,測量之后將數(shù)據(jù)繪制成圖表并存儲(chǔ)于方向性信息單元14中供修正使用。
所述修正定位單元13接收基本定位信息處理單元11提供的RSSI值、AP信標(biāo)和SSID信息,同時(shí)接收初步定位單元12提供的初步定位坐標(biāo),且所述修正定位單元13從方向性信息單元14中根據(jù)SSID獲取對(duì)應(yīng)AP的坐標(biāo)、根據(jù)RSSI值獲取與其對(duì)應(yīng)的實(shí)測等幅衰減信息。所述修正定位單元13獲取各數(shù)據(jù)的具體過程為:初步定位單元21提供初步定位坐標(biāo),同時(shí)基本定位信息處理單元11提供在確定初步定位坐標(biāo)時(shí)所用到的各AP(即AP1、AP2和AP3)對(duì)應(yīng)的RSSI值、信標(biāo)和SSID信息,修正定位單元根據(jù)基本定位信息處理單元11提供的AP的SSID和RSSI值在方向性信息單元14中查找得到與所述SSID對(duì)應(yīng)的AP的坐標(biāo)、該AP的與所述RSSI值對(duì)應(yīng)的實(shí)測等幅衰減信息。修正定位單元13接收到各信息后,按照以下方式進(jìn)行定位修正:
(1)首先如附圖7所示的,修正定位單元13確定初步定位坐標(biāo)Q (x,y)和AP1位置坐標(biāo)(x1,y1)之間的連線與AP1的實(shí)測等幅衰減信息的起始標(biāo)定方向M之間的夾角,具體確定過程為:
(1-1)首先提取初步定位單元12提供的初步定位坐標(biāo)(x,y),并在方向性信息單元14中查找得到AP1的位置坐標(biāo)(x1,y1),確定初步定位坐標(biāo)(x,y)和AP1位置坐標(biāo)(x1,y1)之間的連線與規(guī)定坐標(biāo)系的X軸之間的夾角∠1;
(1-2)然后根據(jù)基本定位信息處理單元11提供的AP1信標(biāo)提取AP1的傳播天線的擺置方向角度,即其與規(guī)定坐標(biāo)系的X軸之間的夾角∠2,該夾角∠2也就是AP1對(duì)應(yīng)的等幅衰減信息的起始標(biāo)定方向M與規(guī)定坐標(biāo)系的X軸之間的夾角,因?yàn)槿缟纤龅腁P1等幅衰減信息的起始標(biāo)定方向選擇為其傳播天線的實(shí)際擺置方向。本發(fā)明中各AP的信標(biāo)中攜帶有其對(duì)應(yīng)的傳播天線的擺置方向信息,所述擺置方法信息通過以下兩種途經(jīng)獲取:(1)在各AP中添加方向感應(yīng)器,通過方向感應(yīng)器獲知傳播天線擺置方向相對(duì)于規(guī)定坐標(biāo)系的X軸之間的夾角,并將這種夾角加載于該AP的信標(biāo)信息中;(2)在布置各AP時(shí),提前按照規(guī)定好的方向設(shè)置其傳播天線擺置方向,如可統(tǒng)一將各AP的傳播天線的擺置方向布置為相對(duì)于規(guī)定坐標(biāo)系的X軸成預(yù)定夾角或直接沿規(guī)定坐標(biāo)系的X軸方向設(shè)置天線擺置方向,并將擺置方向夾角加載于該AP的信標(biāo)信息中;
(1-3)根據(jù)夾角∠1和夾角∠2,如附圖7所示的,確定初步定位坐標(biāo)Q(x,y)和AP1位置坐標(biāo)(x1,y1)之間的連線與AP1的等幅線數(shù)據(jù)的起始標(biāo)定方向M之間的夾角∠3=∠1-∠2;
(1-4)在此需要說明的是本發(fā)明中的所述規(guī)定坐標(biāo)系為提前選定的適用于所有AP的坐標(biāo)確定、所有計(jì)算過程包括初步定位、各AP的天線擺置方向確定、各AP的等幅衰減數(shù)據(jù)測定等過程的統(tǒng)一的固定坐標(biāo)系,在初始化階段完成設(shè)置,包括x軸和y軸。測量定位范圍內(nèi)所有AP和數(shù)據(jù)處理都基于統(tǒng)一的規(guī)定坐標(biāo)系能夠很好的簡化計(jì)算過程。
(2)確定了初步定位坐標(biāo)Q(x,y)和AP1位置坐標(biāo)(x1,y1)之間的連線與AP1的等幅衰減信息的起始標(biāo)定方向M之間的夾角∠3后,然后修正定位單元13根據(jù)基本定位信息處理單元11提供的AP1的SSID和RSSI值從方向性信息單元14中查到得到AP1的與所述RSSI值對(duì)應(yīng)的等幅衰減信息,如附圖7所示的,然后根據(jù)初步定位坐標(biāo)Q(x,y)和AP1位置坐標(biāo)(x1,y1)之間的連線相對(duì)于等幅衰減信息的起始標(biāo)定方向M之間的夾角∠3在等幅衰減信息中查找得到測量點(diǎn)的修正坐標(biāo)A1與AP1坐標(biāo)(x1,y1)之間的修正距離d1’,因?yàn)锳P1的等幅衰減信息中記錄了各角度下測量點(diǎn)與AP1坐標(biāo)之間的距離,該角度即為與等幅衰減信息的起始標(biāo)定方向M之間所成的夾角。進(jìn)一步優(yōu)選的,本發(fā)明所述的修正定位單元亦可基于圖形關(guān)系確定所述距離,多數(shù)情況下所述等幅衰減信息為等幅線圖形,如附圖7所示的,其中的圓和橢圓分別是測量點(diǎn)接收到AP1的同一RSSI值的理想等幅線和實(shí)測等幅線,直接在圖形中計(jì)算與橢圓形等幅線圖形的起始標(biāo)定方向M(對(duì)稱軸)成夾角∠3的直線與橢圓形等幅線圖形的交點(diǎn)A1到橢圓形等幅線圖形的中心原點(diǎn)(AP1坐標(biāo))之間的距離,即可得到所述的修正距離d1’,然后再根據(jù)所述修正距離d1’、 AP1位置坐標(biāo)(x1,y1)以及所確定的夾角∠1(初步定位坐標(biāo)Q(x,y)和AP1位置坐標(biāo)(x1,y1)間連線與規(guī)定坐標(biāo)系X軸間所成夾角)來確定初步定位坐標(biāo)的修正坐標(biāo)(x’,y’),該修正坐標(biāo)即作為第一次修正后測量點(diǎn)的坐標(biāo)A1(x1’,y1’)。通過第一次修正提升了定位的準(zhǔn)確性。
(3)進(jìn)一步的可采用多次修正的方式來提高定位修正精度,具體的對(duì)于AP2,重復(fù)上述步驟(1)和(2),基于AP2的實(shí)測等幅衰減信息對(duì)初步定位坐標(biāo)(x,y)進(jìn)行上述修正,得到第二次修正后測量點(diǎn)的修正坐標(biāo)A2(x2’,y2’);對(duì)于AP3,重復(fù)上述步驟(1)和(2),基于AP3的實(shí)測等幅衰減信息對(duì)初步定位坐標(biāo)(x,y)進(jìn)行上述修正,得到第三次修正后測量點(diǎn)的修正坐標(biāo)A3(x3’,y3’),最后為了最大程度地提高定位修正的準(zhǔn)確性,選取三次修正結(jié)果的平均值,得出測量點(diǎn)修正定位坐標(biāo)。修正后的定為坐標(biāo)可發(fā)送到測量點(diǎn)處信號(hào)接收裝置或者其他服務(wù)平臺(tái),作為一種定為信息。
上述多次修正中優(yōu)先采用進(jìn)行初步定位的AP1、AP2和AP3的實(shí)測等幅衰減信息進(jìn)行三次坐標(biāo)修正,為提高修正精度,亦可在此基礎(chǔ)上再次基于其他AP節(jié)點(diǎn)(確定初步定位坐標(biāo)未用到的其他AP)的實(shí)測等幅衰減信息采用上述方法對(duì)初步定位坐標(biāo)進(jìn)行修正,經(jīng)過多次修正,將誤差確定在可接受的范圍內(nèi)結(jié)束修正,完成精確定位。
本發(fā)明所述的基于天線方向性修正的定位系統(tǒng)中的基本定位信息處理單元11優(yōu)選的布置于測量點(diǎn)位置,可與測量點(diǎn)處的信號(hào)接收裝置集成在一起,其中的初步定位單元12、修正定位單元13和方向性信息單元14可同時(shí)布置在測量點(diǎn)或者AP節(jié)點(diǎn)處的服務(wù)器或其他服務(wù)管理位置,所述的基本定位信息處理單元11和初步定為單元12可通過無線通信連接。本發(fā)明所述定位系統(tǒng)中雖然包括了基本定位信息處理單元11、初步定位單元12、修正定位單元13和方向性信息單元14,但這只是為了方便技術(shù)方案的描述,并不因此為限,實(shí)際中可將其中的某些模塊集成在一起,本發(fā)明保護(hù)的是這種定位修正思路。本發(fā)明的定位方案中,優(yōu)選針對(duì)的是二維空間的定位,因?yàn)槎鄶?shù)情況下,尤其是室內(nèi)地位,待定位對(duì)象基本都是處于平面空間范圍,但本發(fā)明并不局限于二維空間的定位。另外本發(fā)明的定位方案中,以無線訪問接入點(diǎn)-AP作為位置提前獲知的一種信號(hào)點(diǎn),但是能夠適用本發(fā)明方案的信號(hào)點(diǎn)并不局限于AP,任何能夠產(chǎn)生可被測量點(diǎn)處信號(hào)接收裝置接收的輻射信號(hào)的信號(hào)源都可以作為本發(fā)明所述的信號(hào)點(diǎn),都可以作為本發(fā)明上述方案中AP的替代。
與現(xiàn)有定位技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)相比于現(xiàn)有基于位置指紋定位方法,本發(fā)明不需要進(jìn)行大量的RSSI值在不同位置的數(shù)據(jù)采集,降低了布置復(fù)雜程度;且本發(fā)明可以迅速應(yīng)用到實(shí)際,對(duì)于天線在各個(gè)方向的等幅衰減數(shù)據(jù),實(shí)際中可以由廠家直接給出,減少了大量測量的時(shí)間成本,使得本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)起來非常容易。
(2)相比于其他基于傳播模型的定位方法,本發(fā)明充分考慮到了天線的方向性,通過對(duì)初步定位得出的不準(zhǔn)確位置信息加以修正,將定位坐標(biāo)位置逐漸逼近到其真實(shí)位置,克服了現(xiàn)有技術(shù)中將實(shí)際天線近似為理想天線所帶來的定位誤差,大大提高了定位精度。
本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式,如上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)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(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。