基于空間雜波信號的室內(nèi)定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及室內(nèi)定位領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于空間雜波信號的室內(nèi)定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會的發(fā)展與城市化進程的推進，城市大型單體建筑迅速增多，大型建筑室 內(nèi)空間面積大、布局復(fù)雜，室內(nèi)定位及導(dǎo)航需求快速增加。近年來，室內(nèi)定位技術(shù)取得了一 定進步。室內(nèi)定位技術(shù)主要通過無線電波、超聲波、特定波長的光源等信號的空間分布規(guī) 律，將空間信號與地理位置信息關(guān)聯(lián)，進而確定出目標位置。目前常用室內(nèi)定位技術(shù)主要 有:基于wifi網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位技術(shù)、依托藍牙信標或iBeacon協(xié)議藍牙信標的室內(nèi)定位技 術(shù)，基于RFID的室內(nèi)定位，W及基于Wi-Fi的RFID定位方案等類似組合方案；W及不需要布 設(shè)設(shè)備的基于運營商基站信號的室內(nèi)定位方法，基于地磁的室內(nèi)定位方法。但現(xiàn)有技術(shù)硬 件設(shè)備布設(shè)造成成本高，或只分析某一種信號造成精度差。
[0003] 硬件設(shè)備布設(shè)信標設(shè)備的室內(nèi)定位方法：需要在目標區(qū)域預(yù)先人工布設(shè)wifi網(wǎng) 絡(luò)、藍牙基站(或iBeacon)、聲音信號源、光源等作為信標的技術(shù)方法，為了保證定位精度， 需要布設(shè)較高密度的信標并對信標位置進行精細規(guī)劃，耗費大量的信號源設(shè)備成本、布設(shè) 人工成本W(wǎng)及時間成本，導(dǎo)致推廣和覆蓋成本高昂，且推廣極其緩慢;分析單一信號的室內(nèi) 定位方法:比如單一采用藍牙信號或地磁信號等，可供用來定位的信號差異化特性不明顯， 容易造成定位精度不高、定位靈敏度低等特點，通常通過增加信標的方法解決，但同時也增 加了設(shè)備成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種基于空間雜波信號的室內(nèi)定位方法，它由 定位點空間雜波信號、空間雜波信號與位置信息關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫、室內(nèi)定位解算模塊、移動終端 組成。所述的室內(nèi)定位解算模塊安裝在移動終端，用于接收當前空間雜波信號，從中過濾出 定位點空間雜波信號，利用定位點空間雜波信號與數(shù)據(jù)庫信息對比，室內(nèi)定位解算模塊分 析計算出當前用戶室內(nèi)位置坐標。不需要信標設(shè)備布設(shè)和依賴單一種類信號，降低室內(nèi)定 位覆蓋成本，提高室內(nèi)定位精度和靈敏度、產(chǎn)品覆蓋速度和推廣速度，豐富了可供分析的不 同空間位置信號差異化特征。
[0005] 為達此目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0006] 基于空間雜波信號的室內(nèi)定位方法由定位點空間雜波信號、空間雜波信號與位置 信息關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫、室內(nèi)定位解算模塊、移動終端組成，其特征在于:所述的空間雜波信號為 用戶處于當前位置時，智能手機及其他移動終端能接收到現(xiàn)有的可量化信號，由現(xiàn)有的 GPS信號、運營商3G/4G/5G信號、wifi信號、藍牙信號、地磁信號的單一信號或多種信號組 合;所述的空間雜波信號與位置信息關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫由室內(nèi)空間位置坐標、室內(nèi)空間布局及路 徑信息、室內(nèi)空間雜波信號分布信息或空間雜波信號源位置及福射強度信息組成，該數(shù)據(jù) 庫存儲有初始預(yù)置數(shù)據(jù)，也可具備數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)能力隨著存儲數(shù)據(jù)量的提升改善數(shù)據(jù)精準度和 信息量;所述的室內(nèi)定位解算模塊安裝在移動終端，用于接收當前空間雜波信號，從中過濾 出定位點空間雜波信號，利用定位點空間雜波信號與數(shù)據(jù)庫信息對比，室內(nèi)定位解算模塊 分析計算出當前用戶室內(nèi)位置坐標;所述的移動終端設(shè)置有室內(nèi)定位解算模塊和接收當前 空間雜波信號功能，也能同時存放定位點空間雜波信號與位置信息關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，能更新數(shù) 據(jù)庫信息。
[0007] 其中，所述的數(shù)據(jù)庫能存放在單獨服務(wù)器中，也能存放在移動終端中，供室內(nèi)定位 解算模塊訪問。
[0008] 其中，所述的室內(nèi)定位解算模塊，能作為獨立的智能移動終端程序形式，也能做為 多種智能移動終端程序的功能模塊形式。
[0009] 其中，所述的室內(nèi)定位解算模塊同樣適用于布設(shè)信標設(shè)備的室內(nèi)定位方法。
[0010] 其中，所述的定位點空間雜波信號為雜波信號的多種可量化特征，不局限于信號 強度。
[0011] 本發(fā)明的有益效果：
[0012] 1.本發(fā)明的數(shù)據(jù)庫能存放在單獨服務(wù)器中，也能存放在移動終端中，供室內(nèi)定位 解算模塊訪問，給用戶使用和數(shù)據(jù)庫的擴展提供更多選擇方式。
[0013] 2.本發(fā)明借助目標區(qū)域現(xiàn)有空間各類雜波信號，不需要信標設(shè)備布設(shè)，明顯降低 了室內(nèi)定位覆蓋成本，極大提高了覆蓋速度和推廣速度。
[0014] 3.本發(fā)明不依賴單一種類信號或信標，豐富了可供分析的不同空間位置信號差異 化特征，明顯提高了室內(nèi)定位精度和靈敏度。
【附圖說明】
[0015] 圖1.為基于空間雜波信號的室內(nèi)定位方法實施例示意圖；
[0016] 圖2.為基于空間雜波信號的室內(nèi)定位方法實施例詳細流程示意圖；
【具體實施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明的目的和技術(shù)方案W及優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實施 例，對本發(fā)明做進一步詳細說明，應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W對發(fā)明的解 釋，并不用于限定所述求的權(quán)利要求。
[0018] 見實施例圖1和圖2所示，基于空間雜波信號的室內(nèi)定位方法由定位點空間雜波信 號、空間雜波信號與位置信息關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫、室內(nèi)定位解算模塊、移動終端組成。其特征在 于:所述的空間雜波信號為用戶處于當前位置時，智能手機及其他移動終端能接收到現(xiàn)有 的可量化信號，由現(xiàn)有的GI^信號、運營商3G/4G/5G信號、wifi信號、藍牙信號、地磁信號的 單一信號或多種信號組合;所述的空間雜波信號與位置信息關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫由室內(nèi)空間位置坐 標、室內(nèi)空間布局及路徑信息、室內(nèi)空間雜波信號分布信息或空間雜波信號源位置及福射 強度信息組成，該數(shù)據(jù)庫存儲有初始預(yù)置數(shù)據(jù)，也可具備數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)能力隨著存儲數(shù)據(jù)量的 提升改善數(shù)據(jù)精準度和信息量;所述的室內(nèi)定位解算模塊安裝在移動終端，用于接收當前 空間雜波信號，從中過濾出定位點空間雜波信號，利用定位點空間雜波信號與數(shù)據(jù)庫信息 對比，室內(nèi)定位解算模塊分析計算出當前用戶室內(nèi)位置坐標;所述的移動終端設(shè)置有室內(nèi) 定位解算模塊和接收當前空間雜波信號功能，也能同時存放定位點空間雜波信號與位置信 息關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，能更新數(shù)據(jù)庫信息。
[0019] 優(yōu)選地，在圖中的數(shù)據(jù)庫能存放在單獨服務(wù)器中，也能存放在移動終端中，供室內(nèi) 定位解算模塊訪問。
[0020] 優(yōu)選地，在圖中的室內(nèi)定位解算模塊，能作為獨立的智能移動終端程序形式，也能 做為多種智能移動終端程序的功能模塊形式。
[0021] 優(yōu)選地，在圖中的室內(nèi)定位解算模塊同樣適用于布設(shè)信標設(shè)備的室內(nèi)定位方法。
[0022] 優(yōu)選地，在圖中的定位點空間雜波信號為雜波信號的多種可量化特征，不局限于 信號強度。
[0023] 基于空間雜波信號的室內(nèi)定位的詳細流程為：
[0024] 步驟1:使用移動終端設(shè)備采集室內(nèi)空間不同位置處的空間雜波信號列表，并記錄 對應(yīng)的位置坐標，即每個坐標點對應(yīng)一個空間雜波信號列表；
[0025] 步驟2:建立室內(nèi)空間位置與空間雜波信號關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫至少應(yīng)包含下述兩 類數(shù)據(jù)的一類或全部:A類數(shù)據(jù).空間位置坐標及對應(yīng)的空間雜波信號列表(見圖2中方法 一）;B類數(shù)據(jù).空間不同雜波信號源位置坐標及福射強度，（見圖2中方法二）。
[0026] 步驟3:用戶使用智能手機等移動終端請求進行室內(nèi)定位時，由移動終端接收當前 位置處空間雜波信號；
[0027] 步驟4:室內(nèi)定位解算模塊接收并整理移動終端獲取的當前位置處空間雜波信號 列表；
[002引方法1:
[0029] 步驟5-1:讀取數(shù)據(jù)庫空間位置雜波信號數(shù)據(jù)列表，即讀取數(shù)據(jù)庫中A類數(shù)據(jù)，包括 空間位置坐標及該坐標對應(yīng)的空間雜波信號列表；
[0030] 步驟6-1:找出數(shù)據(jù)庫與當前位置處空間雜波信號列表相似度最高的空間雜波信 號列表對應(yīng)的空間位置坐標;計算兩個空間雜波信號列表相似度的方法可W是MAC地址重 合度、強度相似度等評價指標，也可W是其他計算相似度的方法或改進方法;該步驟將得出 一個或多個最相似位置坐標；
[0031] 步驟7-1:對步驟6-1計算得出的一個或多個最相似位置坐標作加權(quán)平均計算；該 步驟得出最相似位置坐標的加權(quán)平均值;計算加權(quán)平均值使用的權(quán)重系數(shù)依據(jù)具體選取的 加權(quán)平均算法而定；
[0032] 步驟8-1:獲得當前位置坐標:將步驟7-1所得最相似位置坐標的加權(quán)平均值作為 當前位置坐標。
[0033] 方法 2:
[0034] 步驟5-2:讀取數(shù)據(jù)庫空間位置雜波信號源位置及福射強度列表，即讀取數(shù)據(jù)庫中 B類數(shù)據(jù)，包括室內(nèi)空間各位置出收到的信號源標識、坐標、強度列表；
[0035] 步驟6-2:使用當前各雜波信號強度及數(shù)據(jù)庫所存相應(yīng)信號源位置和福射強度，估 算各雜波信號對應(yīng)的當前位置與信號源位置的距離;此步驟得到使用當前位置各雜波信號 估算出的當前位置與信號源位置的距離列表;當前位置與各信號源位置的距離計算可W使 用無線信號空間傳播衰減公式；
[0036] 步驟7-2:使用信號源位置與步驟6-2所得距離列表，用最小二