專利名稱：一種移動設(shè)備定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動設(shè)備定位系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
智能手機以及低功耗WIFI接發(fā)器標(biāo)簽的廣泛使用使基于低成本局域無線網(wǎng)(WLAN)設(shè)備的室內(nèi)定位服務(wù)成為可能，它將涵蓋室內(nèi)定位、追蹤、導(dǎo)航以及安保等多種服務(wù)方案。一些移動設(shè)備(例如使用安卓或IOS系統(tǒng)的手機)和WIFI標(biāo)簽通過一定的設(shè)置，可間歇性地與中心服務(wù)器通訊，獲得當(dāng)前位置信息，從而達到定位效果。然而，由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性，通常難以通過基于無線信號傳播模型的方法(例如到達時間(Τ0Α)，到達角度(Α0Α)，以及基于RSS的三角測量法等)提供令人滿意的定位準(zhǔn)確性。因此，基于機器學(xué)習(xí)的RSS定位算法近年來被廣泛研究，以作為室內(nèi)定位的低成本解決方案。對比其他基于模型的算法而言，RSS特征定位算法避開了無線傳播模型以及接入點位置中的有關(guān)假設(shè)。LBS系統(tǒng)的定位準(zhǔn)確性限制于網(wǎng)格數(shù)字化區(qū)域的分辨率以及WLAN信號波動。本發(fā)明的優(yōu)勢為，它可以通過將LBS的位置推導(dǎo)問題處理為在多核運算平臺上的相關(guān)數(shù)值濾波計算，從而處理由大量網(wǎng)格點帶來的運算負擔(dān)。此外，本發(fā)明對引導(dǎo)APs的定位提供了方法，將目標(biāo)區(qū)域分類為不同地區(qū)來協(xié)助移動設(shè)備的粗略定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于為使用W1-Fi的移動設(shè)備提供一種通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)室內(nèi)跟蹤定位的系統(tǒng)及方法，為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明的具體方案如下:
一種移動設(shè)備定位系統(tǒng)，包括:
接入點(APs)，所述接入點(APs)是指無線局域網(wǎng)(WLAN)接入點，數(shù)量為一個或一個以
上；
定位服務(wù)器，所述定位服務(wù)器包括無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫，所述無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫提供基于在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，一套離散位置上的接入點(APs)的無線信號強度(RSS)分布網(wǎng)絡(luò)適配器，所述網(wǎng)絡(luò)適配器用以提供移動設(shè)備與所述接入點(APs)的網(wǎng)絡(luò)連接服
務(wù);
定位計算引擎(PCE)，所述定位計算引擎(PCE)基于無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫以及來自一個或多個接入點的接收信號來確定移動設(shè)備位置。優(yōu)選的，所述接入點(APs)為IEEE 802.11無線接入點。優(yōu)選的，所述網(wǎng)絡(luò)適配器為WLAN配適器。優(yōu)選的，還包括硬件加速器，所述硬件加速器基于現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)或圖形處理器(Graphic Processing Unit,GPU)對PCE所用算法實施加速，以實時計算目標(biāo)對象的位置。以及 一種移動設(shè)備定位方法，其特征在于包括以下步驟:離線階段，在LBS部署區(qū)域內(nèi)的參考點上用校準(zhǔn)設(shè)備收集從接入點(APs)讀取的無線信號強度(RSS)樣本，獲得無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)集合和相關(guān)位置標(biāo)簽被儲存在訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合；
根據(jù)每一個接入點(AP)的無線信號強度(RSS)將目標(biāo)區(qū)域分類為不同地區(qū)；
在線階段，移動設(shè)備測量到的若干無線信號強度(RSS)樣本與訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合比較，獲得移動設(shè)備位置信息。優(yōu)選的，所述在線階段包括:
初步定位階段，根據(jù)每一個接入點(AP)的無線信號強度(RSS)獲得移動設(shè)備地區(qū)信
息；
精確定位階段，通過硬件加速后的算法確定準(zhǔn)確位置，完成對移動設(shè)備的實時追蹤。優(yōu)選的，所述初步定位階段記錄有時間步長的精確定位信息、路徑及趨勢信息，從而更準(zhǔn)確地縮小目標(biāo)范圍。本發(fā)明提供的移動設(shè)備定位系統(tǒng)及方法，將移動設(shè)備，如WIFI標(biāo)簽、智能手機等，接收的附近多個接入點(APs)的無線信號強度(RSS)與數(shù)據(jù)庫中目標(biāo)區(qū)域內(nèi)離散位置的RSS特征數(shù)據(jù)比較，可以確定移動設(shè)備所在平面的二維位置。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中:
圖1為本發(fā)明實施例系統(tǒng)示意 圖2為本發(fā)明實施例定位估計算法流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
實施例如圖1所示，移動設(shè)備定位系統(tǒng)，包括:
接入點(APs)，所述接入點(APs)是指無線局域網(wǎng)(WLAN)接入點，數(shù)量為一個或一個以上，每個接入點(APs)發(fā)送符合IEEE 802.11通訊協(xié)議的信號；
入網(wǎng)的定位服務(wù)器，所述定位服務(wù)器包括無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫，所述無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫提供基于在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，一套離散位置上的接入點(APs)的無線信號強度(RSS)分布 可接受一個或多個接入點(APs)傳來的信號的網(wǎng)絡(luò)適配器，所述網(wǎng)絡(luò)適配器用以提供移動設(shè)備與所述接入點(APs)的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)配適器可以是WLAN配適器；
定位計算引擎(PCE)，所述定位計算引擎(PCE)基于無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫以及來自一個或多個接入點的接收信號來確定移動設(shè)備位置。以及一種移動設(shè)備定位方法，包括以下步驟:
離線階段，LBS部署區(qū) 域被分割為矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格中的每個單個矩形表示為一個參考點(單個矩形的矩心)，在LBS部署區(qū)域內(nèi)的參考點上用校準(zhǔn)設(shè)備(如平板電腦、筆記本電腦等)收集從接入點(APs)讀取的無線信號強度(RSS)樣本，從而獲取足夠的網(wǎng)格上RSS分布的數(shù)據(jù)特征，由之獲得的RSS特征數(shù)據(jù)集合和相關(guān)位置標(biāo)簽被儲存在數(shù)據(jù)庫中，該數(shù)據(jù)庫被稱為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合(training dataset),
權(quán)利要求
1.一種移動設(shè)備定位系統(tǒng)，其特征在于包括: 接入點(APs)，所述接入點(APs)是指無線局域網(wǎng)(WLAN)接入點，數(shù)量為一個或一個以上； 定位服務(wù)器，所述定位服務(wù)器包括無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫，所述無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫提供基于在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，一套離散位置上的接入點(APs)的無線信號強度(RSS)分布圖； 網(wǎng)絡(luò)適配器，所述網(wǎng)絡(luò)適配器用以提供移動設(shè)備與所述接入點(APs)的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù); 定位計算引擎(PCE)，所述定位計算引擎(PCE)基于無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫以及來自一個或多個接入點的接收信號來確定移動設(shè)備位置。
2.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備定位系統(tǒng)，其特征在于: 所述接入點(APs)為IEEE 802.11無線接入點。
3.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備定位系統(tǒng)，其特征在于: 所述網(wǎng)絡(luò)適配器為WLAN配適器。
4.如權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備定位系統(tǒng)，其特征在于: 還包括硬件加速器，所述硬件加速器基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或圖形處理器(GPU)對PCE所用算法實施加 速，以實時計算目標(biāo)對象的位置。
5.一種移動設(shè)備定位方法，其特征在于包括以下步驟: 離線階段，在基于位置服務(wù)(LBS)部署區(qū)域內(nèi)的參考點上，用校準(zhǔn)設(shè)備收集從接入點(APs)發(fā)出的無線信號強度(RSS)樣本，獲得的無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)集合和相關(guān)位置標(biāo)簽一起被儲存在訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合； 根據(jù)每一個參考點上收到的無線信號強度(RSS)將目標(biāo)區(qū)域分類為不同地區(qū)； 在線階段，移動設(shè)備測量到的若干無線信號強度(RSS)樣本與訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合比較，獲得移動設(shè)備位置信息。
6.如權(quán)利要求5所述的移動設(shè)備定位方法，其特征在于: 所述在線階段包括: 初步定位階段，根據(jù)每一個接入點(AP)的無線信號強度(RSS)獲得移動設(shè)備地區(qū)信息； 精確定位階段，通過硬件加速后的算法確定準(zhǔn)確位置，完成對移動設(shè)備的實時追蹤。
7.如權(quán)利要求5所述的移動設(shè)備定位方法，其特征在于: 所述初步定位階段記錄有時間步長的精確定位信息、路徑及走向信息，從而更準(zhǔn)確地縮小目標(biāo)范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移動設(shè)備定位系統(tǒng)，包括接入點(APs)，所述接入點(APs)是指無線局域網(wǎng)(WLAN)接入點，數(shù)量為一個或一個以上；定位服務(wù)器，所述定位服務(wù)器包括無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫，所述無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫提供基于在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，一套離散位置上的接入點(APs)的無線信號強度(RSS)分布圖；網(wǎng)絡(luò)適配器，所述網(wǎng)絡(luò)適配器用以提供移動設(shè)備與所述接入點(APs)的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)；定位計算引擎(PCE)，所述定位計算引擎(PCE)基于無線信號強度(RSS)特征數(shù)據(jù)庫以及來自一個或多個接入點的接收信號來確定移動設(shè)備位置。本發(fā)明提供的移動設(shè)備定位系統(tǒng)及方法，將移動設(shè)備，如WIFI標(biāo)簽、智能手機等，接收的附近多個接入點(APs)的無線信號強度(RSS)與數(shù)據(jù)庫中目標(biāo)區(qū)域內(nèi)離散位置的RSS特征數(shù)據(jù)比較，可以確定移動設(shè)備所在平面的二維位置。
文檔編號H04W64/00GK103220777SQ20131000171
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者李丹, 張德志, 龍圣, 陳尊裕, 蔡雯璐, 胡斯洋, 周振邦, 李維海, 王紅旗 申請人:東莞市力王電池有限公司