本發(fā)明涉及一種識(shí)別領(lǐng)域的室內(nèi)定位方法，尤其是一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人定位系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

隨著基于位置服務(wù)(lbs)需求的不斷增加，室內(nèi)定位近些年受到越來(lái)越多的關(guān)注。基于wifi框架室內(nèi)定位系統(tǒng)由于不需要增加額外的硬件、具有低成本、廣泛部署等優(yōu)點(diǎn)近些年被廣泛得到研究。然而，由于無(wú)線電信號(hào)很容易受到環(huán)境干擾，給wifi定位框架定位帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，其定位精度得到了很大的限制，通常情況下wifi定位精度只能能滿足3～5米的范圍內(nèi)。隨著智能手機(jī)內(nèi)置傳感器的普及，磁場(chǎng)傳感器被嵌入到智能手機(jī)中以探測(cè)地球磁場(chǎng)信息；在室內(nèi)環(huán)境中，地球磁場(chǎng)信息容易受到建筑物室內(nèi)環(huán)境扭曲而產(chǎn)生異常，例如鋼筋混泥土、柱子、常用電器等，這些裝置或設(shè)備會(huì)干擾磁場(chǎng)，使得室內(nèi)地磁場(chǎng)在不同區(qū)域擁有不同分布，而且磁場(chǎng)信息非常穩(wěn)定。然后實(shí)驗(yàn)表明，在不同區(qū)域擁有相同的磁場(chǎng)信息，這給單一利用磁場(chǎng)定位帶來(lái)了一定的問題，單一的利用wifi或者磁場(chǎng)定位通常得不到滿意的結(jié)果，因此如何將磁場(chǎng)和wifi進(jìn)行結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)人員的搜索尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種能夠提高室內(nèi)人員搜索效率的一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人定位系統(tǒng)和方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人定位系統(tǒng)，包括移動(dòng)設(shè)備、基站以及檢測(cè)器，所述基站分別與移動(dòng)設(shè)備、檢測(cè)器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在移動(dòng)設(shè)備上設(shè)有第一磁場(chǎng)傳感器、wifi發(fā)生器和指紋識(shí)別模塊，在檢測(cè)器上設(shè)有第二磁場(chǎng)傳感器和wifi采集器，移動(dòng)設(shè)備由定位使用者進(jìn)行攜帶，且移動(dòng)設(shè)備實(shí)時(shí)搜索當(dāng)前位置并結(jié)合wifi信息、當(dāng)前位置的磁場(chǎng)信息以及指紋識(shí)別數(shù)據(jù)發(fā)送給基站，所述基站用于接收由移動(dòng)設(shè)備發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行保存；所述檢測(cè)器由搜索者攜帶并能夠檢測(cè)當(dāng)前位置信息、自動(dòng)搜索wifi信息以及當(dāng)前位置的磁場(chǎng)信息，并發(fā)送給基站，由基站在內(nèi)部搜索并將所有與檢測(cè)器在同一位置區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)下載到檢測(cè)器內(nèi)，然后進(jìn)行對(duì)比最終找到室內(nèi)人員位置。

為了提高搜索效率，在移動(dòng)設(shè)備上還設(shè)有磁性信號(hào)發(fā)射模塊和提示模塊，在檢測(cè)器上設(shè)有磁場(chǎng)信號(hào)接收模塊，移動(dòng)設(shè)備上的磁性信號(hào)發(fā)射模塊生成三軸線圈，向空間輻射電磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)信號(hào)接收模塊也由正交的三軸線圈構(gòu)成，負(fù)責(zé)接收空間中的電磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)過(guò)檢測(cè)器內(nèi)部的電磁定位算法將數(shù)據(jù)解算出目標(biāo)物體的位置信息。

本發(fā)明還公開了一種利用上述系統(tǒng)的一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人定位方法，具體包括以下步驟：

步驟一：移動(dòng)設(shè)備出廠設(shè)置時(shí)自帶有一個(gè)獨(dú)有的序列號(hào)，將該序列號(hào)進(jìn)行保存，當(dāng)使用者使用該移動(dòng)設(shè)備時(shí)，移動(dòng)設(shè)備將序列號(hào)、wifi信息、使用者指紋信息、地理位置信息以及磁場(chǎng)信息結(jié)合一起綁定打包并發(fā)送給基站，進(jìn)行實(shí)時(shí)保存；其中所述的地理位置信息是通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)所處的位置地點(diǎn)，然后得到該位置地點(diǎn)坐標(biāo)(xw，xy)，以(xw，xy)為圓心，以半徑為r的位置信息范圍作為最終的地理位置信息；所述的磁場(chǎng)信息是坐標(biāo)(xw，yw)當(dāng)前的磁場(chǎng)指紋信息；所述wifi信息包括wifi名稱，wifi強(qiáng)度；

步驟二：檢測(cè)器進(jìn)入室內(nèi)環(huán)境時(shí)，首先以入口處作為第一檢測(cè)點(diǎn)，獲取坐標(biāo)(x0，y0)，確定其對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置，然后檢測(cè)器檢測(cè)該位置所處的地理位置，并傳輸給基站，基站獲取該位置附近所有移動(dòng)設(shè)備的相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)并打包發(fā)送給檢測(cè)器，檢測(cè)器將數(shù)據(jù)包進(jìn)行下載到本地并進(jìn)行解析；然后檢測(cè)器以該檢測(cè)點(diǎn)(x0，y0)為圓心，以半徑為r的位置信息范圍檢測(cè)當(dāng)前是否有wifi數(shù)據(jù)和磁場(chǎng)信息，假如沒有，說(shuō)明未找到目標(biāo)，進(jìn)入下一步；

步驟三：檢測(cè)器向前移動(dòng)r的距離，然后檢測(cè)該點(diǎn)的坐標(biāo)(x1，y1)，并以該檢測(cè)點(diǎn)為圓心，以半徑為r的位置信息范圍檢測(cè)當(dāng)前是否有wifi數(shù)據(jù)和磁場(chǎng)信息，假如沒有，說(shuō)明未找到目標(biāo)，繼續(xù)步驟三；假如檢測(cè)到有wifi信號(hào)，讀取當(dāng)前wifi信息并與下載下來(lái)的數(shù)據(jù)包中的wifi信息進(jìn)行對(duì)比，如若匹配成功，說(shuō)明人員就在附近，進(jìn)入下一步；如若未成功，繼續(xù)步驟三；

步驟四：然后通過(guò)第二磁場(chǎng)傳感器采集當(dāng)前磁場(chǎng)，并以該磁場(chǎng)采集點(diǎn)的坐標(biāo)為中心，以該坐標(biāo)與r構(gòu)成的圓進(jìn)行4等份，將各個(gè)分割線坐標(biāo)4個(gè)磁場(chǎng)采集點(diǎn)，從磁場(chǎng)采集點(diǎn)到下一個(gè)采集點(diǎn)的距離以一米作為間隔，然后對(duì)對(duì)應(yīng)采集點(diǎn)的磁場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并將該采集點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在采集過(guò)程中為了提高采集精度，將4個(gè)分割線的兩側(cè)也作為采集點(diǎn)進(jìn)行磁場(chǎng)采集取平均值，并將對(duì)應(yīng)的4個(gè)平均值與數(shù)據(jù)包的磁場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比一旦相同或者相近說(shuō)明檢測(cè)對(duì)象就在附近幾米以內(nèi)，然后往檢測(cè)數(shù)據(jù)低的方向走即可實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的搜索。

為了提高搜索效率，在步驟四后增加步驟五：此時(shí)在行走過(guò)程中當(dāng)檢測(cè)器越靠近移動(dòng)設(shè)備時(shí)，并靠近檢測(cè)器的設(shè)定距離時(shí)，通過(guò)提示模塊提醒，此時(shí)移動(dòng)設(shè)備上的磁性信號(hào)發(fā)射模塊生成三軸線圈，向空間輻射電磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)信號(hào)接收模塊也由正交的三軸線圈構(gòu)成，負(fù)責(zé)接收空間中的電磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)過(guò)檢測(cè)器內(nèi)部的電磁定位算法將數(shù)據(jù)解算出目標(biāo)物體的位置信息，磁場(chǎng)信號(hào)接收模塊由三個(gè)線圈組成，分三個(gè)時(shí)段接收電磁場(chǎng)信號(hào)，這樣最后就得到9組數(shù)據(jù)，組成了一個(gè)3×3的矩陣，這9組中包含了目標(biāo)物體足夠的信息，可以用電磁定位算法解算出目標(biāo)物體的具體位置信息，使得檢測(cè)器在最短的時(shí)間找到人員。

本發(fā)明得到的一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人定位系統(tǒng)和方法，通過(guò)移動(dòng)設(shè)備實(shí)時(shí)搜索當(dāng)前位置并結(jié)合wifi信息、當(dāng)前位置的磁場(chǎng)信息以及指紋識(shí)別數(shù)據(jù)發(fā)送給基站，所述基站用于接收由移動(dòng)設(shè)備發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行保存；所述檢測(cè)器由搜索者攜帶并能夠檢測(cè)當(dāng)前位置信息、自動(dòng)搜索wifi信息以及當(dāng)前位置的磁場(chǎng)信息，并發(fā)送給基站，由基站在內(nèi)部搜索并將所有與檢測(cè)器在同一位置區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)下載到檢測(cè)器內(nèi)，然后進(jìn)行對(duì)比最終找到室內(nèi)人員位置，因此通過(guò)上述結(jié)構(gòu)利用磁場(chǎng)與wifi進(jìn)行結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)人員快速搜索的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1所提供一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例中wifi采集的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實(shí)施例1中磁場(chǎng)采集的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實(shí)施例2所提供一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記中：1.移動(dòng)設(shè)備；2.基站；3.檢測(cè)器；4.第一磁場(chǎng)傳感器；5.指紋識(shí)別模塊；6.第二磁場(chǎng)傳感器；7.wifi采集器；8.磁性信號(hào)發(fā)射模塊；9.提示模塊；10.磁場(chǎng)信號(hào)接收模塊；11.wifi發(fā)生器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人定位系統(tǒng)，包括移動(dòng)設(shè)備1、基站2以及檢測(cè)器3，所述基站2分別與移動(dòng)設(shè)備1、檢測(cè)器3通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在移動(dòng)設(shè)備1上設(shè)有第一磁場(chǎng)傳感器4、wifi發(fā)生器11和指紋識(shí)別模塊5，在檢測(cè)器3上設(shè)有第二磁場(chǎng)傳感器6和wifi采集器7，移動(dòng)設(shè)備1由定位使用者進(jìn)行攜帶，且移動(dòng)設(shè)備1實(shí)時(shí)搜索當(dāng)前位置并結(jié)合wifi信息、當(dāng)前位置的磁場(chǎng)信息以及指紋識(shí)別數(shù)據(jù)發(fā)送給基站2，所述基站2用于接收由移動(dòng)設(shè)備1發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行保存；所述檢測(cè)器3由搜索者攜帶并能夠檢測(cè)當(dāng)前位置信息、自動(dòng)搜索wifi信息以及當(dāng)前位置的磁場(chǎng)信息，并發(fā)送給基站2，由基站2在內(nèi)部搜索并將所有與檢測(cè)器3在同一位置區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)下載到檢測(cè)器3內(nèi)，然后進(jìn)行對(duì)比最終找到室內(nèi)人員位置。

本實(shí)施例還公開了一種利用上述系統(tǒng)的一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人定位方法，具體包括以下步驟：

步驟一：移動(dòng)設(shè)備1出廠設(shè)置時(shí)自帶有一個(gè)獨(dú)有的序列號(hào)，將該序列號(hào)進(jìn)行保存，當(dāng)使用者使用該移動(dòng)設(shè)備1時(shí)，移動(dòng)設(shè)備1將序列號(hào)、wifi信息、使用者指紋信息、地理位置信息以及磁場(chǎng)信息結(jié)合一起綁定打包并發(fā)送給基站2，進(jìn)行實(shí)時(shí)保存；其中所述的地理位置信息是通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)所處的位置地點(diǎn)，然后得到該位置地點(diǎn)坐標(biāo)(xw，xy)，以(xw，xy)為圓心，以半徑為r的位置信息范圍作為最終的地理位置信息；所述的磁場(chǎng)信息是坐標(biāo)(xw，yw)當(dāng)前的磁場(chǎng)指紋信息；所述wifi信息包括wifi名稱，wifi強(qiáng)度；

步驟二：檢測(cè)器3進(jìn)入室內(nèi)環(huán)境時(shí)，首先以入口處作為第一檢測(cè)點(diǎn)，獲取坐標(biāo)(x0，y0)，確定其對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)位置，然后檢測(cè)器3檢測(cè)該位置所處的地理位置，并傳輸給基站2，基站2獲取該位置附近所有移動(dòng)設(shè)備1的相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)并打包發(fā)送給檢測(cè)器3，檢測(cè)器3將數(shù)據(jù)包進(jìn)行下載到本地并進(jìn)行解析；然后檢測(cè)器3以該檢測(cè)點(diǎn)(x0，y0)為圓心，以半徑為r的位置信息范圍檢測(cè)當(dāng)前是否有wifi數(shù)據(jù)和磁場(chǎng)信息，假如沒有，說(shuō)明未找到目標(biāo)，進(jìn)入下一步；

如圖2所示，步驟三：檢測(cè)器3向前移動(dòng)r的距離，然后檢測(cè)該點(diǎn)的坐標(biāo)(x1，y1)，并以該檢測(cè)點(diǎn)為圓心，以半徑為r的位置信息范圍檢測(cè)當(dāng)前是否有wifi數(shù)據(jù)和磁場(chǎng)信息，假如沒有，說(shuō)明未找到目標(biāo)，繼續(xù)步驟三；假如檢測(cè)到有wifi信號(hào)，讀取當(dāng)前wifi信息并與下載下來(lái)的數(shù)據(jù)包中的wifi信息進(jìn)行對(duì)比，如若匹配成功，說(shuō)明人員就在附近，進(jìn)入下一步；如若未成功，繼續(xù)步驟三；

步驟四：然后通過(guò)第二磁場(chǎng)傳感器6采集當(dāng)前磁場(chǎng)，并以該磁場(chǎng)采集點(diǎn)的坐標(biāo)(即wifi采集時(shí)的坐標(biāo))為中心，以該坐標(biāo)與r構(gòu)成的圓進(jìn)行4等份，將各個(gè)分割線坐標(biāo)4個(gè)磁場(chǎng)采集點(diǎn)，從磁場(chǎng)采集點(diǎn)到下一個(gè)采集點(diǎn)的距離以一米作為間隔，然后對(duì)對(duì)應(yīng)采集點(diǎn)的磁場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并將該采集點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在采集過(guò)程中為了提高采集精度，將4個(gè)分割線的兩側(cè)也作為采集點(diǎn)進(jìn)行磁場(chǎng)采集取平均值，并將對(duì)應(yīng)的4個(gè)平均值與數(shù)據(jù)包的磁場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比一旦相同或者相近說(shuō)明檢測(cè)對(duì)象就在附近幾米以內(nèi)，然后往檢測(cè)數(shù)據(jù)低的方向走即可實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的搜索。

如圖3所示，所述檢測(cè)器3先以wifi采集時(shí)的坐標(biāo)的坐標(biāo)(x2，y2)為采集點(diǎn)，采集磁場(chǎng)大小并與數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，不相同也不相近，然后以坐標(biāo)(x2，y2)為中心往4個(gè)垂直方向即b、c、d、e進(jìn)行分別采集，首選先往d方向采集，從坐標(biāo)(x2，y2)往d方向走1米然后采集周圍的磁場(chǎng)并對(duì)該采集點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)d1，通過(guò)采集多點(diǎn)磁場(chǎng)取平均值并保持，再分別對(duì)對(duì)應(yīng)的b、c、e按照d的采集方法最終得到4個(gè)平均值然后與檢測(cè)器3內(nèi)部的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，此時(shí)由于移動(dòng)設(shè)備1離檢測(cè)點(diǎn)較遠(yuǎn)，說(shuō)明還未找到對(duì)象，故還要向b、c、d、e方向進(jìn)行分別采集，而此時(shí)以標(biāo)識(shí)的采集點(diǎn)為中心往前走1米，例如當(dāng)前在d方向標(biāo)識(shí)有一個(gè)坐標(biāo)，將該坐標(biāo)往d方向走1米然后采集周圍的磁場(chǎng)并對(duì)該采集點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)d2，通過(guò)采集多點(diǎn)磁場(chǎng)取平均值并保持，再分別對(duì)對(duì)應(yīng)的b、c、e按照d的采集方法最終得到4個(gè)平均值然后與檢測(cè)器3內(nèi)部的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),此時(shí)，d方向上的數(shù)據(jù)較接近下載的數(shù)據(jù)，因此說(shuō)明移動(dòng)設(shè)備1在靠近d的位置處，此時(shí)只需要沿著該方向就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)室內(nèi)人的位置定位搜索。

實(shí)施例2：

如圖4所示，本實(shí)施例提供的一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人定位系統(tǒng)，為了提高搜索效率，在移動(dòng)設(shè)備1上還設(shè)有磁性信號(hào)發(fā)射模塊8和提示模塊9，在檢測(cè)器3上設(shè)有磁場(chǎng)信號(hào)接收模塊10，移動(dòng)設(shè)備1上的磁性信號(hào)發(fā)射模塊8生成三軸線圈，向空間輻射電磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)信號(hào)接收模塊10也由正交的三軸線圈構(gòu)成，負(fù)責(zé)接收空間中的電磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)過(guò)檢測(cè)器3內(nèi)部的電磁定位算法將數(shù)據(jù)解算出目標(biāo)物體的位置信息。

本實(shí)施例還提供了一種基于wifi、磁場(chǎng)兩級(jí)搜索室內(nèi)行人的定位方法，具體步驟是在實(shí)施例1的步驟四后增加步驟五：此時(shí)在行走過(guò)程中當(dāng)檢測(cè)器3越靠近移動(dòng)設(shè)備1時(shí)，并靠近檢測(cè)器3的設(shè)定距離時(shí)，通過(guò)提示模塊9提醒，此時(shí)移動(dòng)設(shè)備1上的磁性信號(hào)發(fā)射模塊8生成三軸線圈，向空間輻射電磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)信號(hào)接收模塊10也由正交的三軸線圈構(gòu)成，負(fù)責(zé)接收空間中的電磁場(chǎng)信號(hào)，并經(jīng)過(guò)檢測(cè)器3內(nèi)部的電磁定位算法將數(shù)據(jù)解算出目標(biāo)物體的位置信息，磁場(chǎng)信號(hào)接收模塊10由三個(gè)線圈組成，分三個(gè)時(shí)段接收電磁場(chǎng)信號(hào)，這樣最后就得到9組數(shù)據(jù)，組成了一個(gè)3×3的矩陣，這9組中包含了目標(biāo)物體足夠的信息，可以用電磁定位算法解算出目標(biāo)物體的具體位置信息，使得檢測(cè)器3在最短的時(shí)間找到人員。在本實(shí)施例中所述的電磁定位算法是常規(guī)技術(shù)，因此在此不做具體描述。