室內(nèi)定位方法、室內(nèi)定位系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)可讀取媒體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及室內(nèi)定位，特別涉及在信號源功率可變時(shí)提供指紋式 (fingerprint-based)定位服務(wù)的方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 指紋式的室內(nèi)定位，以無線局域網(wǎng)絡(luò)（wirelesslocalareanetwork或Wi-Fi) 的應(yīng)用為例，于某室內(nèi)環(huán)境布建多個(gè)基站（accesspoint)后，首先需在此室內(nèi)環(huán)境中多 個(gè)坐標(biāo)上測量來自各基站的信號強(qiáng)度（receivedsignalstrength)，以建立一張"射頻地 圖"(radiomap)。接著，當(dāng)使用者進(jìn)入此室內(nèi)環(huán)境而欲得知其所在位置為何時(shí)，可依其接收 到的各基站的信號強(qiáng)度與射頻地圖進(jìn)行特征比對（patternmatching)，若射頻地圖上特征 與用戶所接收到相同或接近者的坐標(biāo)即為其所在位置。
[0003] 在無線局域網(wǎng)絡(luò)的營運(yùn)過程中，各基站的發(fā)射功率卻常有獨(dú)立的動態(tài)調(diào)變，無論 其是管理者手動所為或如IEEE802.Ilh標(biāo)準(zhǔn)所定義的自動機(jī)制。由于調(diào)變后的功率和測 量射頻地圖時(shí)的功率不同，再依接收到的信號強(qiáng)度與射頻地圖進(jìn)行特征比對顯然會有嚴(yán)重 的不匹配（mismatch)和定位誤差。直覺的解決方案是對所有基站及對其所有可能的發(fā)射 功率測量信號強(qiáng)度以建立巨量的射頻地圖，但在稍具規(guī)模的建筑物中這就會耗費(fèi)龐大的人 力與工時(shí)，實(shí)務(wù)上并不可行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述問題，本發(fā)明旨在提供一種室內(nèi)定位方法與系統(tǒng)，借助數(shù)量可控制的測 量調(diào)適（adapt)射頻地圖，反映定位用信號源的當(dāng)前功率，減少指紋法的不匹配和定位誤 差。
[0005] 本發(fā)明提供的室內(nèi)定位方法用以對一個(gè)室內(nèi)環(huán)境提供定位服務(wù)，此室內(nèi)環(huán)境具有 多個(gè)訓(xùn)練點(diǎn)并設(shè)置有至少一個(gè)信號源，此信號源具有多個(gè)功率等級（powerlevel)。所述室 內(nèi)定位方法包含：于第一時(shí)段取得當(dāng)前信號強(qiáng)度，其為依據(jù)于前述室內(nèi)環(huán)境的某個(gè)當(dāng)前位 置所接收發(fā)射自前述信號源的無線信號；取得前述功率等級中該信號源于第一時(shí)段據(jù)以發(fā) 射無線信號的當(dāng)前功率等級；取得前述訓(xùn)練點(diǎn)每一個(gè)的第一信號強(qiáng)度，其關(guān)聯(lián)于前述功率 等級中的第一功率等級；取得前述訓(xùn)練點(diǎn)中至少一個(gè)調(diào)適點(diǎn)的第二信號強(qiáng)度，其關(guān)聯(lián)于前 述功率等級中的第二功率等級；依據(jù)第一功率等級、第二功率等級、當(dāng)前功率等級、第一信 號強(qiáng)度以及第二信號強(qiáng)度，對每一個(gè)訓(xùn)練點(diǎn)計(jì)算第三信號強(qiáng)度；以及比對當(dāng)前信號強(qiáng)度和 第三信號強(qiáng)度，并依據(jù)室內(nèi)環(huán)境以估計(jì)前述當(dāng)前位置。
[0006] 本發(fā)明提供的計(jì)算機(jī)可讀取媒體具有用以使某個(gè)處理器執(zhí)行多道指令的計(jì)算機(jī) 程序，這些指令用以處理對一個(gè)室內(nèi)環(huán)境的定位要求，此室內(nèi)環(huán)境具有多個(gè)訓(xùn)練點(diǎn)并設(shè)置 有至少一個(gè)信號源，此信號源具有多個(gè)功率等級。前述指令包含：取得當(dāng)前信號強(qiáng)度，其為 依據(jù)于前述室內(nèi)環(huán)境的某個(gè)當(dāng)前位置所接收發(fā)射自前述信號源的無線信號；取得前述功率 等級中該信號源據(jù)以發(fā)射無線信號的當(dāng)前功率等級；取得前述訓(xùn)練點(diǎn)每一個(gè)的第一信號強(qiáng) 度，其關(guān)聯(lián)于前述功率等級中的第一功率等級；取得前述訓(xùn)練點(diǎn)中至少一個(gè)調(diào)適點(diǎn)的第二 信號強(qiáng)度，其關(guān)聯(lián)于前述功率等級中的第二功率等級；依據(jù)第一功率等級、第二功率等級、 當(dāng)前功率等級、第一信號強(qiáng)度以及第二信號強(qiáng)度，對每一個(gè)訓(xùn)練點(diǎn)計(jì)算第三信號強(qiáng)度；以及 比對當(dāng)前信號強(qiáng)度和第三信號強(qiáng)度，并依據(jù)室內(nèi)環(huán)境以估計(jì)前述當(dāng)前位置。
[0007] 本發(fā)明提供的室內(nèi)定位系統(tǒng)用以對一個(gè)室內(nèi)環(huán)境提供定位服務(wù)，此室內(nèi)環(huán)境具有 多個(gè)訓(xùn)練點(diǎn)。所述室內(nèi)定位系統(tǒng)包含至少一個(gè)信號源、存儲裝置和定位裝置。信號源設(shè)置 于前述室內(nèi)環(huán)境，具有多個(gè)功率等級，用以依據(jù)功率等級其中的一發(fā)射無線信號。存儲裝置 用以對每一個(gè)訓(xùn)練點(diǎn)存儲第一信號強(qiáng)度和對訓(xùn)練點(diǎn)中至少一個(gè)調(diào)適點(diǎn)存儲第二信號強(qiáng)度； 第一信號強(qiáng)度關(guān)聯(lián)于前述功率等級中的第一功率等級，第二信號強(qiáng)度關(guān)聯(lián)于前述功率等級 中的第二功率等級。定位裝置耦接存儲裝置，用以取得當(dāng)前信號強(qiáng)度，其為依據(jù)于前述室內(nèi) 環(huán)境的某個(gè)當(dāng)前位置所接收發(fā)射自前述信號源的無線信號，用以取得前述功率等級中該信 號源據(jù)以發(fā)射無線信號的當(dāng)前功率等級，用以依據(jù)第一功率等級、第二功率等級、當(dāng)前功率 等級、第一信號強(qiáng)度以及第二信號強(qiáng)度，對每一個(gè)訓(xùn)練點(diǎn)計(jì)算第三信號強(qiáng)度，以及用以比對 當(dāng)前信號強(qiáng)度和第三信號強(qiáng)度，并依據(jù)室內(nèi)環(huán)境以估計(jì)前述當(dāng)前位置。
[0008] 綜上所述，本發(fā)明提供的室內(nèi)定位方法、室內(nèi)定位系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)可讀取媒體利用 功率等級間的線性關(guān)系，以第一功率等級下的完整射頻地圖和第二功率等級下于少數(shù)訓(xùn)練 點(diǎn)（調(diào)適點(diǎn)）接收的信號強(qiáng)度，即可動態(tài)產(chǎn)生任意當(dāng)前功率等級下的射頻地圖。當(dāng)室內(nèi)環(huán) 境存在多個(gè)信號源時(shí)，射頻地圖上有更多的特征可與當(dāng)前信號強(qiáng)度比對，增加估計(jì)當(dāng)前位 置的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0009] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一室內(nèi)定位系統(tǒng)實(shí)施例的高階方塊圖。
[0010] 圖2是信號源設(shè)置于一室內(nèi)環(huán)境的圖示說明。
[0011] 圖3是本發(fā)明一室內(nèi)定位方法實(shí)施例中脫機(jī)階段的流程圖。
[0012] 圖4是本發(fā)明一室內(nèi)定位方法實(shí)施例中在線階段的流程圖。
[0013] 【附圖標(biāo)記說明】
[0014] 1室內(nèi)定位系統(tǒng)
[0015] ll、lla、llb、llc信號源
[0016] 13管理裝置
[0017] 15定位裝置
[0018] 17存儲裝置
[0019] 2室內(nèi)環(huán)境
[0020] 21-26 訓(xùn)練點(diǎn)
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下在實(shí)施方式中詳細(xì)敘述本發(fā)明之詳細(xì)特征以及優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)容足以使任何熟習(xí) 相關(guān)技藝者了解本發(fā)明之技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，且依據(jù)本說明書所揭露之內(nèi)容、申請專利 范圍及圖式，任何熟習(xí)相關(guān)技藝者可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)之目的及優(yōu)點(diǎn)。以下之實(shí)施例 系進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明之諸面向，但非以任何面向限制本發(fā)明之范疇。
[0022] 請參見圖1。圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的一室內(nèi)定位系統(tǒng)實(shí)施例的高階方塊圖。在 本實(shí)施例中，室內(nèi)定位系統(tǒng)1用以對室內(nèi)環(huán)境提供定位服務(wù)，包含至少一個(gè)信號源11、管理 裝置13、定位裝置15和存儲裝置17。室內(nèi)環(huán)境具有多個(gè)訓(xùn)練點(diǎn)。信號源11設(shè)置于室內(nèi) 環(huán)境中，耦接于存儲裝置17,具有多個(gè)功率等級并且依據(jù)所述多個(gè)功率等級其中之一發(fā)射 無線信號。信號源11可以是某個(gè)無線本地回路（wirelesslocalloop)組成部分，如無 線局域網(wǎng)絡(luò)或全球互通微波存?。╓orldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess， 簡稱WiMAX)的基地臺或網(wǎng)關(guān)（gateway)，也可以屬于某個(gè)無線感測網(wǎng)絡(luò)（wirelesssensor network)，如符合ZigBee或ISA100.Ila等標(biāo)準(zhǔn)的傳感器。管理裝置13并非室內(nèi)定位系統(tǒng) 1的必要元件。在一實(shí)施例中，信號源11受控于管理裝置13,包括由后者決定前者據(jù)以發(fā) 射無線信號的功率等級。正式來說，管理裝置13設(shè)定信號源11，使得信號源11依據(jù)所述多 個(gè)功率等級其中之一發(fā)射無線信號。在其他實(shí)施例中，信號源11可依據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)自我檢測 和調(diào)整。定位裝置15處理對信號源11所在的室內(nèi)環(huán)境的定位要求，并選擇性地產(chǎn)生或提 供前述的調(diào)適后的射頻地圖（包含第三信號強(qiáng)度，見下文）。視管理裝置13存在與否，定位 裝置15可直接通過管理裝置13向信號源11詢問目前使用的功率等級，或由管理裝置1