CN103119470A - 进行室内导航的基于位置服务的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于室内导航的基于位置服务的系统和方法。根据本发明的基于位置服务的系统包括：多个接入点；移动终端，与多个接入点中的至少一个连接，接收接入点发送的Wi-Fi信号并利用接收的Wi-Fi信号生成第一Wi-Fi指纹；和与移动终端连接的导航服务服务器，通过利用与多个室内位置相对应的多个第二Wi-Fi指纹构建与多个第二Wi-Fi指纹相对应的多个Wi-Fi电子地图，在多个Wi-Fi电子地图中选择用于估计移动终端位置的Wi-Fi电子地图，基于选择的Wi-Fi电子地图根据与第一Wi-Fi指纹相对应的第二Wi-Fi指纹估计移动终端的位置。

Description

进行室内导航的基于位置服务的系统和方法
技术领域
本发明通常涉及一种导航系统，更具体的说，涉及一种通过利用Wi-Fi电子地图(Wi-Fi radio map)进行室内导航的基于位置服务的系统和方法。
背景技术
基于位置服务(Location Based Service,LBS)是一种通过利用全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等来检查移动终端的当前位置信息，并利用检查的位置信息提供多种附加服务例如道路引导、周边信息引导、交通信息、物流控制、救助请求、犯罪举报应对和基于位置的客户关系管理(customerrelationship management,CRM)等的服务。
为了利用这种基于位置服务，需要对移动终端进行定位。然而，利用GPS卫星的基于位置服务具有如下问题，即在GPS卫星信号微弱的区域例如室内、隧道、地下停车场和市中心区域等不能提供移动终端的位置信息。
为了解决上述问题，已经开始研究用于在GPS卫星信号微弱的区域中提供基于位置服务的室内位置确定技术。特别的是，在此技术领域中已经研究和开发了通过利用无线通信装置例如无线局域网(WLAN)、超宽带(UWB)无线通信、线性调频扩频(CSS)、紫蜂(Zigbee)和蓝牙等执行无线位置确定的方法。
近来，随着无线通信网的大力推广和普及，在市中心区域安装了数百万的接入点(Access Point，AP)。其结果是，在购物中心和写字楼密集的市中心区域平均可以接收到7个至8个Wi-Fi信号。随着接入点安装密度的增加，位于室内的移动终端可以基于Wi-Fi信号估计位置。
通常，在从基站或中继器向移动终端发送信号的过程中，在基站或中继器中的发送延迟现象和在移动终端中的接收延迟现象会发生。特别的是，在位置移动的移动终端的情况下，一个新的接收信号稍微被延迟，由先前接收到的信号引起的余像效应(afterimage effect)直到所述新的信号被完全接收时为止会一直存留在移动终端中。这种现象是信号拖尾(signal dragging)现象。
在接收Wi-Fi信号的过程中也存在Wi-Fi信号拖尾现象。在通过使用通常的基于Wi-Fi信号的位置确定方法估计移动终端的位置时，由于Wi-Fi信号拖尾现象，位置确定的准确度会降低。因此存在一个问题，即是通过利用基于Wi-Fi信号的位置确定方法不能提供例如导航等的基于位置服务。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种进行室内导航服务的基于位置服务的系统和方法，其能缓解或消除信号拖尾现象的影响。
另外，本发明提供了一种能提高位置确定准确度的基于位置服务的系统和方法。
进一步，本发明提供了一种通过迅速提取与从移动终端的当前位置至最终目的地的最佳路径相对应的Wi-Fi指纹(fingerprint)进行室内导航服务的基于位置服务的系统和方法。
技术方案
根据本发明的基于位置服务的系统包括：多个接入点，安装在室内中并被配置为发送包含标识信息的Wi-Fi信号；移动终端，接收Wi-Fi信号并利用接收的Wi-Fi信号生成第一Wi-Fi指纹；导航服务服务器，与所述移动终端连接，利用在所述室内的多个位置中获取的多个第二Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图，在所述多个Wi-Fi电子地图中选择用于估计所述移动终端位置的Wi-Fi电子地图，基于选择的Wi-Fi电子地图从与所述第一Wi-Fi指纹相对应的第二Wi-Fi指纹中来估计所述移动终端的位置，并且生成位置信息，其中，所述第一Wi-Fi指纹和第二Wi-Fi指纹包括所述Wi-Fi信号的接收强度和发送所述Wi-Fi信号的接入点的标识信息。
在另外一个实施例中，提供了一种在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，所述基于位置服务的系统包括安装在室内中并被配置为发送包含标识信息的Wi-Fi信号的多个接入点、移动终端和导航服务服务器，所述方法包括：a)在所述导航服务服务器中，利用在室内的多个位置中获取的多个第一Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图；b)在所述移动终端中，接收Wi-Fi信号并生成第二Wi-Fi指纹；c)在所述导航服务服务器中，在多个Wi-Fi电子地图中选择用于估计所述移动终端位置的Wi-Fi电子地图；和d)在所述导航服务服务器中，基于选择的Wi-Fi电子地图从与所述第一Wi-Fi指纹相对应的第二Wi-Fi指纹中来估计所述移动终端的位置，并生成位置信息，其中，所述第一Wi-Fi指纹和第二Wi-Fi指纹包括所述Wi-Fi信号的接收强度和发送所述Wi-Fi信号的接入点的标识信息。
技术效果
本发明在室内例如建筑物内部、建筑物地下部分和隧道等可以估计移动终端的位置并提供路径信息。
另外，本发明可以缓解或消除在接收Wi-Fi信号时发生的Wi-Fi信号拖尾现象，从而提高移动终端的位置估计准确度。
另外，本发明与室内导航服务目标区域的大小无关可以提高响应速度。
另外，本发明可以将用户的位置分为区域和地点进行表示，从而提高室内导航服务的稳定性和可靠性。
另外，本发明能迅速地提取与从移动终端的当前位置至最终目的地的最佳路径相对应的Wi-Fi指纹，并且在进行室内导航时，移动终端不需要导航服务服务器的帮助，通过利用包含与最佳路径相对应的Wi-Fi指纹的Wi-Fi指纹信息进行室内导航。
另外，本发明在确定移动终端的位置时可以减小层间误差(floor-levelerror)，从而提高移动终端位置估计的准确度。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的基于位置服务系统的构成的框图。
图2是示出根据本发明的第一实施例的移动终端的构成的框图。
图3是示出根据本发明的第一实施例的导航服务服务器的构成的框图。
图4是示出根据本发明的第一实施例的构建室内导航服务的步骤的流程图。
图5是示出根据分割区域大小的增加，准确度和精确度的变化的示意图。
图6是示出根据本发明的第一实施例同时考虑准确度和精确度决定分割区域大小的步骤的流程图。
图7是示出根据本发明的第一实施例的室内导航服务的结构的示意图。
图8是示出根据本发明的第一实施例的估计移动终端位置的步骤的流程图。
图9是示出根据本发明的第一实施例的提高位置估计可靠性的步骤的流程图。
图10是示出根据本发明的第一实施例，收集用于验证有效性的Wi-Fi指纹的购物中心示例的示意图。
图11是示出根据本发明的第一实施例提供路径信息的移动终端示例的示意图。
图12是示出根据本发明的第二实施例的基于位置服务系统的构成的框图。
图13是示出根据本发明的第二实施例的导航服务服务器的构成的框图。
图14是示出根据本发明的第二实施例分配基于信号强度的索引密钥的示例的示意图。
图15是示出根据本发明的第二实施例分配基于概率次序的索引密钥的示例的示意图。
图16是示出根据本发明的第二实施例的估计移动终端位置的步骤的流程图。
图17是示出根据本发明的第二实施例的估计移动终端位置的示例的示意图。
图18是示出根据本发明的第三实施例的基于位置服务系统的构成的框图。
图19是示出根据本发明的第三实施例的导航服务服务器的构成的框图。
图20是示出根据本发明的第三实施例的构建室内导航服务的步骤的流程图。
图21是示出根据本发明的第三实施例的估计移动终端位置的步骤的流程图。
图22是示出根据本发明的第四实施例的基于位置服务系统的构成的框图。
图23是示出根据本发明的第四实施例的移动终端的构成的框图。
图24是示出根据本发明的第四实施例的导航服务服务器的构成的框图。
图25是示出根据本发明的第四实施例的构建室内导航服务的步骤的流程图。
图26是示出根据本发明的第四实施例的指纹识别信息的示意图。
图27是示出根据本发明的第四实施例的分割区域的示意图。
图28是示出给分割区域编入Wi-Fi指纹索引的示意图。
图29是示出根据本发明的第四实施例估计移动终端位置的步骤的流程图。
图30是示出根据本发明的第二实施例的最佳路径的示意图。
具体实施方式
以下，将参考附图对本发明进行详细说明。
第一实施例
图1是示出根据本发明的第一实施例的基于位置服务系统的构成的框图。参考图1，基于位置服务系统100可以包括多个接入点110a至110n、移动终端120和导航服务服务器130。
安装在室内例如建筑物的内部、建筑物的地下部分和隧道等中的多个接入点110a至110n可以是用于有线/无线网络的基站。多个接入点110a至110n可被识别为标识信息。在本实施例中，标识信息可以包括介质访问控制地址（MACA;media access control address）。然而，应注意的是，标识信息并不局限于此。接入点110a至110n的每一个可发送包含标识信息的Wi-Fi信号。
移动终端120可以被配置为利用从多个接入点110a至110n中的至少一个提供的Wi-Fi信号和从导航服务服务器130中提供的位置信息执行室内导航，用于在与安装了多个接入点110a至110n的室内(例如，建筑物内部、建筑物的地下部分和隧道等)相对应的地图中显示导航信息。导航信息可以包括移动终端120的位置信息和路径信息。然而，应注意的是，导航信息并不局限于此。与多个接入点110a至110n中的至少一个相连接的、能从连接的接入点中接收Wi-Fi信号并执行室内导航的任何类型的移动终端（例如，智能手机和平板电脑等）都可被用作为移动终端120。
图2是示出根据本发明的第一实施例的移动终端的构成的框图。参考图2，移动终端120可以包括第一通信模块210，指纹生成单元220，用户输入单元230，存储单元240，导航执行单元250和输出单元260。
第一通信模块210可以与多个接入点110a至110n的至少一个相连接，接收从连接的接入点发送的Wi-Fi信号。第一通信模块210可以与导航服务服务器130相连接，将Wi-Fi指纹发送给导航服务服务器130并从导航服务服务器130接收位置信息。Wi-Fi指纹可以是包含从接入点110a至110n发送的Wi-Fi信号的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)和发送Wi-Fi信号的接入点的标识信息(例如，介质访问控制（MAC）地址等)的信息数据。然而，在此应注意的是，Wi-Fi指纹并不局限于此。能够与多个接入点110a至110n和导航服务服务器130发送和接收数据的任何类型的装置都可被用作为第一通信模块210。
指纹生成单元220可以被配置为利用由第一通信模块210提供的Wi-Fi信号生成Wi-Fi指纹。在本实施例中，指纹生成单元220可以被配置为测量由第一通信模块210接收的Wi-Fi信号的接收信号强度从而生成接收信号强度指示。指纹生成单元220可以进一步被配置为检测由第一通信模块210提供的Wi-Fi信号的标识信息。指纹生成单元220可以进一步被配置为生成包含接收信号强度指示和标识信息的Wi-Fi指纹。
用户输入单元230可以被配置为从用户接收输入信息。在本实施例中，输入信息可包括用于设定最终目的地的目的地设定信息。输入信息可以进一步包括用于设定开始室内导航的室内导航启动信息和/或用于设定结束室内导航的室内导航终止信息。然而，在此应注意的是，输入信息并不局限于此。用户输入单元230可包括键钮和触摸屏等。
存储单元240可以存储安装了多个接入点110a至110n的室内环境的地图信息。存储单元240可以进一步存储由指纹生成单元220生成的Wi-Fi指纹。存储单元240可以进一步存储用户输入单元230接收的输入信息。存储单元240还可进一步存储用于执行室内导航的导航程序。
导航执行单元250可以被配置为基于由第一通信模块210提供的位置信息执行室内导航。例如，导航执行单元250可以基于由第一通信模块210提供的位置信息和存储在存储单元240中的地图信息执行室内导航。如另一示例，导航执行单元250可以利用由第一通信模块210提供的位置信息和地图信息执行室内导航。另外，导航执行单元250可以被配置为基于由第一通信模块210提供的位置信息和由用户输入单元230提供的输入信息(例如，目的地设定信息)生成从移动终端120的当前位置至最终目的地的路径信息，执行室内导航，用于在地图中显示形成的路径信息。
输出单元260可以被配置为输出由导航执行单元250执行的室内导航，例如地图、位置信息和路径信息。输出单元260包括用于显示地图、位置信息和路径信息的显示单元(未显示)。然而，在此应注意的是，输出单元260并不局限于此。
虽然在前述实施例中指纹生成单元220和导航执行单元250可以单独实现，但在其他实施例中指纹生成单元220和导航执行单元250可经由一个处理器(例如，中央处理单元CPU和微处理器等)实现。
再参考图1，导航服务服务器130可以与移动终端120连接。导航服务服务器130可以被配置为利用由移动终端120提供的Wi-Fi指纹估计移动终端120的位置，生成位置信息。
图3是示出根据本发明的第一实施例的导航服务服务器的构成的框图。参考图3，导航服务服务器130包括第二通信模块310、导航服务构建单元320、数据库单元330和位置估计单元340。
第二通信模块310可以与移动终端120连接，接收由移动终端120提供的Wi-Fi指纹，将由位置估计单元340提供的位置信息发送给移动终端120。能够与移动终端120发送和接收数据的任何类型的装置可被用作为第二通信模块310。
导航服务构建单元320可以被配置为基于与多个接入点110a至110n相对应的Wi-Fi指纹构建室内导航服务。导航服务构建单元320将参考图4进行详细说明。
图4是示出根据本发明的第一实施例的构建室内导航服务的步骤的流程图。参考图4，导航服务构建单元320可以被配置为在图4的步骤S402中利用与多个接入点110a至110n相对应的Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图。
在本实施例中，用于构建Wi-Fi电子地图的Wi-Fi指纹可以基于接收的Wi-Fi信号通过能接收Wi-Fi信号和收集Wi-Fi指纹的终端（例如，移动终端120）(如下简称收集终端)来收集。通过收集终端收集的Wi-Fi指纹经由第二通信模块310被接收。在本实施例中，Wi-Fi电子地图可以包括固定型Wi-Fi电子地图和移动型Wi-Fi电子地图。
固定型Wi-Fi电子地图可以是在收集终端不被移动的状态，例如收集终端是固定的状态下基于与由多个接入点110a至110n发送的Wi-Fi信号相对应的Wi-Fi指纹而生成的Wi-Fi电子地图。即，固定型Wi-Fi电子地图是在消除Wi-Fi信号拖尾现象的状态下基于收集的Wi-Fi指纹而生成的Wi-Fi电子地图。
移动型Wi-Fi电子地图可以是在按预定方向和预定速度移动收集终端的状态下基于与由多个接入点110a至110n发送的Wi-Fi信号相对应的Wi-Fi指纹而生成的Wi-Fi电子地图。即，移动型Wi-Fi电子地图可以是反映由收集终端的移动而引起的Wi-Fi信号拖尾现象的Wi-Fi电子地图。因此，在执行室内导航时，可以基于反映Wi-Fi信号拖尾现象的Wi-Fi电子地图，通过估计移动终端120的位置减小由Wi-Fi信号拖尾现象引起的误差。
在本实施例中，导航服务构建单元320可以在构建移动型Wi-Fi电子地图时根据各个移动方向和移动速度收集Wi-Fi指纹，基于收集的Wi-Fi指纹进一步构建多种Wi-Fi电子地图。即，导航服务构建单元320可对一个区域构建多个Wi-Fi电子地图。
另外，在建立移动型Wi-Fi电子地图时可通过多种方法实现决定收集终端(例如，行人)的移动速度和Wi-Fi电子地图的数量的方法，因此未对其全部进行详细说明以免混淆本发明。
在步骤S404中，导航服务构建单元320可以针对每个Wi-Fi电子地图将室内导航服务目标区域分割为多个区域。导航服务构建单元320可以将室内导航服务目标区域分割为多个区域以实现下述两个目的。
第一个目的是通过构建和使用与分割区域连接的接入点索引减少用于估计移动终端120位置的时间。第二个目的是通过结合分割区域估计和位置估计并进行确定以估计移动终端120的位置，从而提高估计位置的稳定性，并且根据情况选择性地使用分割区域显示或位置显示来显示移动终端120的位置，从而有效地显示移动终端120的位置。
在分割室内导航服务目标区域时，准确度和精确度随分割区域的大小设定而变化。在根据本实施例设定分割区域的大小时，期望导航服务构建单元320可以在将分割区域的大小从小到大逐渐增加时或将分割区域的大小从大到小逐渐减小时检查准确度和精确度的变化以决定最佳的区域大小。
此处的准确度是指由各个区域估计的位置的准确度。精确度是指与基准区域大小相比在估计时使用的平均区域大小。因此，存在一种权衡效应，即当分割区域的大小增加时准确度提高但精确度降低，当分割区域的大小减小时精确度提高但准确度降低。
图5是示出根据分割区域大小的增加，准确度和精确度的变化的示例图。如图5所示，当分割区域的大小增加时，准确度提高但精确度降低。在图5中，在区域A2和A3结合且结合区域的大小增加时通过在类似环境中进行3次估计之后计算得出准确度从66.7%提高至100%，但精确度从75%降低至60%。精确度是将基准区域除以估计区域的平均面积所计算出的结果。即，精确度可以通过使用公式“基准面积/估计区域的平均面积”计算得出。通常，期望可以通过将最小分割区域的大小设定为基准面积来计算精确度。因此，在图5中通过将分割区域A1的大小设定为基准面积来计算精确度。
在根据本实施例设定分割区域的大小时，提前设定准确度目标值和精确度目标值，且在改变分割区域的大小时判定准确度和精确度是否满足准确度目标值和精确度目标值。
图6是示出根据本发明的第一实施例同时考虑准确度和精确度决定分割区域大小的步骤的流程图。图6中在决定分割区域的大小时，最初将分割区域的大小设定为最小的尺寸且随着逐渐增加分割区域的大小来决定分割区域的最佳大小的步骤将在此进行说明。参考图6，在图6中的步骤S602中，在执行分割区域的大小决定之前，导航服务构建单元320可以被配置为设定准确度目标值α和精确度目标值β。
在步骤S604中，导航服务构建单元320可以被配置为初始化分割区域的大小。在本实施例中，导航服务构建单元320可以将室内导航服务目标区域分割为最小尺寸。
在步骤S606中，导航服务构建单元320可以被配置为在分割区域的大小中计算位置估计的准确度x和精确度y。准确度x和精确度y可以如图5进行计算。因此，在此不对其进行详细说明。
在步骤S608中，导航服务构建单元320可以被配置为将计算的精确度y和精确度目标值β进行比较。如在步骤S608中确定计算的精确度y不满足精确度目标值β，则在步骤S610中，导航服务构建单元320可以被配置为放宽并重新设定准确度目标值α和精确度目标值β，导航服务构建单元320可以执行步骤S604至S608。
相反，如在步骤S608中如确定计算的精确度y满足精确度目标值β，则在步骤S612中导航服务构建单元320可以被配置为将计算的准确度x和准确度目标值α进行比较。
如在步骤S612中确定计算的准确度x不满足准确度目标值α，则在步骤S614中导航服务构建单元320可以被配置为将分割区域的大小增加至预定的尺寸。导航服务构建单元320可以执行步骤S606至S612。
相反，如确定在S612中计算的准确度x满足准确度目标值α，在步骤S616中，导航服务构建单元320可以被配置为将在步骤S604中设定的分割区域的大小设定为最终分割区域的大小。
再参考图4，在步骤S406中，导航服务构建单元320可以被配置为按照Wi-Fi电子地图的各个分割区域对多个Wi-Fi指纹进行分类。虽然按分割领域分配多个Wi-Fi指纹，但用于估计移动终端120的位置时，其不能迅速地确定新接收的Wi-Fi指纹属于哪个分割区域。
因此，在步骤S408中，导航服务构建单元320可以被配置为构建接入点索引，对与Wi-Fi指纹所属的分割区域相对应的分割区域信息和与负责分割区域的接入点相对应的接入点标识信息进行映射。接入点索引可以是利用Wi-Fi电子地图来将接入点标识信息和从接入点接收Wi-Fi信号的分割区域相连接的信息。
在本实施例中，导航服务构建单元320可以扫描全部的Wi-Fi指纹并检查与Wi-Fi指纹相对应的Wi-Fi信号的接入点标识信息。导航服务构建单元320可以基于检查的接入点标识信息进一步检测至少一个包括对应接入点的接入点标识信息(例如，介质访问控制地址)的Wi-Fi指纹。导航服务构建单元320可以通过检查收集相应Wi-Fi指纹的分割区域构建接入点标识信息和分割区域之间的连接信息即接入点索引。
因此，在本实施例中，利用构建的接入点索引，为了检查接收的Wi-Fi指纹是从哪个分割区域中被获取，不需要扫描全部的Wi-Fi指纹，就能迅速地从被包含在相应Wi-Fi指纹中的接入点的接入点标识信息检查出分割区域的信息。
根据第一实施例用于构建室内导航服务的过程可通过步骤S402至S408执行。构建室内导航服务的过程可通过图7进行确认。图7示出了根据构建室内导航服务过程而构建的信息，因在前述说明的事项范围内已有相关说明在此未对其进行详细说明。
再参考图3，数据库单元330可以存储用于室内导航服务的各种数据。数据库单元330可以包括用于存储经由导航服务构建单元320构建的多个Wi-Fi电子地图的第一数据库(未显示)，用于存储经由导航服务构建单元320分割的室内导航服务目标区域的分割区域信息的第二数据库(未显示)，和用于存储经由导航服务构建单元320构建的接入点索引的第三数据库(未显示)。然而，在此应注意的是，数据库单元330并不局限于此。
在本实施例中，当按各个分割区域对多个Wi-Fi指纹进行分类时，在存储Wi-Fi指纹信息的Wi-Fi电子地图信息数据库中可以添加用于显示分割区域的字段(field)，且可以指示获取各个Wi-Fi指纹的分割区域即各个Wi-Fi指纹所属的分割区域。同时，通过向表示分割区域的数据结构中添加能容易接触在相应分割区域中收集的Wi-Fi指纹的句柄(handle)，就能够很容易检查Wi-Fi指纹所属的分割区域。通过使用用于将各个分割区域表示为要素或节点的阵列结构(array structure)或数据结构（例如，图表、树和有向非循环图等）可以表示Wi-Fi指纹和分割区域之间的连接结构。
位置估计单元340可以被配置为基于移动终端120提供的Wi-Fi指纹估计移动终端120的位置。将参考图8对位置估计单元340进行详细说明。
图8是示出根据本发明的第一实施例的估计移动终端位置的步骤的流程图。参考图8，在图8的步骤S802中，位置估计单元340可以被配置为获取移动终端120的移动方向和移动速度信息。
在此，通过利用移动终端120的当前位置和由移动终端120的用户所选择的最终目的地选择路径并决定所选择路径的方向，可以获取移动终端120的移动方向信息。
另外，移动终端120的移动速度信息可利用各种方法来获取。例如，最初可使用任意估计的速度，且当提供室内导航服务超过预定时间时，移动终端120的移动速度通过周期性地检查移动终端120的移动距离可被获取。再例如，通过综合使用三轴加速传感器、步行传感器和陀螺仪传感器等可计算移动终端120的实时移动速度。
在步骤S804中，位置估计单元340可以被配置为检索数据库单元330以在多个Wi-Fi电子地图中选择用于估计移动终端120的位置的Wi-Fi电子地图。在本实施例中，位置估计单元340可以基于所获取的移动方向和移动速度选择Wi-Fi电子地图。即，位置估计单元340可以在存储于数据库单元330中的多个Wi-Fi电子地图中选择在与向其提供了室内导航服务的移动终端120的移动方向和移动速度最相似的情况下构建的Wi-Fi电子地图。
在步骤S806中，位置估计单元340可以被配置为经由第二通信模块310接收由移动终端120提供的Wi-Fi指纹。在本实施例中，位置估计单元340可以每隔一预定更新周期接收Wi-Fi指纹。更新周期可以根据移动终端120的特性和室内导航服务目标区域设定。
在步骤S808中，位置估计单元340基于存储在数据库单元330中的接入点索引决定接收的Wi-Fi指纹所属的分割区域。与接入点标识信息(例如，介质访问控制地址)连接的至少一个分割区域信息可以与接入点索引映射。Wi-Fi指纹可按例如{<x1,->,<x4,->,...}的形式体现。即，多个接入点标识信息(例如，介质访问控制地址x1，x4等)可包含在Wi-Fi指纹中，因此通过使用接入点索引可决定Wi-Fi指纹所属的分割区域。
在本实施例中，位置估计单元340可以通过计算与包含在一个Wi-Fi指纹中的各个接入点标识信息(介质访问控制地址)连接的分割区域的交集，决定相应Wi-Fi指纹所属的分割区域。在计算交集时，会发生交集是空集或交集包含多个分割区域的情况。当交集是空集时，最好是将与尽可能多的接入点信息连接的分割区域选择为相应的Wi-Fi指纹所属的区域。相反，在交集包含多个分割区域时，可直接使用此交集，或额外利用Wi-Fi信号的信号强度信息在多个分割区域中选择至少一个分割区域。例如，通过将信号强度在特定信号强度以上的接入点选择为目标接入点，可减少目标分割区域的数量。
在步骤S810中，位置估计单元340可以被配置为计算属于决定的分割领域的各个Wi-Fi指纹与接收的Wi-Fi指纹间的距离。在本实施例中，位置估计单元340通过利用下述公式1计算两个Wi-Fi指纹间的距离。
[公式1]
L P = 1 N ( &Sigma; i = 1 N 1 W | S i - P i | P ) 1 / P
在公式1中，Lp表示广义加权距离(generalized weighted distance)，N表示接入点的数量，W表示加权系数(weighting factor)，P表示规范参数(normparameter)，Si表示接收指纹的接收信号强度，且Pi表示比较目标指纹的接收信号强度。
在本实施例中，虽然对使用公式1计算两个Wi-Fi指纹间的距离进行了说明，但也可使用其他多种方法来计算两个Wi-Fi指纹间的距离。
在步骤S812中，位置估计单元340可以被配置为比较计算的距离，检测与最短距离相对应的Wi-Fi指纹作为与接收的Wi-Fi指纹最邻近的Wi-Fi指纹。
在步骤S816中，位置估计单元340可以被配置为基于检测的Wi-Fi指纹生成移动终端120的位置信息。即，位置估计单元340可以将收集检测的Wi-Fi指纹的位置(地点)作为移动终端120的最终位置，生成包含决定的最终位置的位置信息。该位置信息经由第二通信模块310发送至移动终端120。
在上述提供室内导航服务中，周期性并持续性地估计移动用户的位置时，由于Wi-Fi信号的变化或构建数据的误差等原因，按一定速度和方向移动的用户的位置不能被准确地估计且与准确位置前后偏差数十米的错误位置可能被估计。因此，需要校正估计位置误差的过程。
图9是示出根据本发明的第一实施例的提高位置估计可靠性的步骤的流程图。可将各种方法用作为修正估计位置误差的方法。在本实施例中，将对通过独立估计分割区域的位置和地点的位置并比较位置估计结果以确定最终位置的提高位置估计的可靠性和稳定性的方法进行说明。
参考图9，在步骤S902中，位置估计单元340可以被配置为决定从移动终端120接收的Wi-Fi指纹所属的分割区域(下称，“所属区域”)，以混合和使用分割区域的位置估计和地点的位置估计。决定所属区域的方法与图8中的步骤S806类似。因此，在此对其不进行详细说明。
在步骤S904中，位置估计单元340可以被配置为将相应分割区域和在预定范围内与相应分割区域邻近的所有分割区域决定为搜索区域。在本实施例中，搜索区域可以是包含此所属区域的扩展区域。
在步骤S906中，位置估计单元340可以被配置为将从移动终端120中接收的Wi-Fi指纹与属于搜索区域的每个Wi-Fi指纹进行比较以检测哪个是与从移动终端120中接收的Wi-Fi指纹最相似的Wi-Fi指纹，将检测的Wi-Fi指纹的收集地点决定为估计位置。
在步骤S910中，位置估计单元340可以被配置为确定步骤S902决定的所属区域是否与包含步骤S908决定的估计位置的分割区域相一致。如确定所属区域与分割区域不一致，则在步骤S912中位置估计单元340可以被配置为忽视相应的位置估计结果并执行新的位置估计。
上述的过程可以按各个位置估计周期重复进行。在多次位置估计中，包含估计位置的分割区域和所属区域的不一致多次重复出现时，最好将属于与从移动终端120中接收的Wi-Fi指纹相对应的区域(所属区域)的Wi-Fi指纹作为目标Wi-Fi指纹进行搜索，且将搜索的Wi-Fi指纹的位置决定为移动终端120的最终位置。
当通过执行步骤S902至S912估计位置时，可以很自然地防止与准确位置前后方向偏离数十米的错误位置的发生，并且可期待增加位置估计的可靠性和稳定性效果。
虽然前述实施例中对在导航服务服务器130中的导航服务构建单元320构建室内导航服务且位置估计单元340估计移动终端120的位置进行了说明，但在其他实施例中移动终端120也可执行由导航服务服务器130执行的全部或部分功能。
另外，虽然在前述实施例中对导航服务构建单元320和位置估计单元340可单独实现进行了说明，但在其他实施例中导航服务构建单元320和位置估计单元340可通过一个处理器(例如，中央处理单元和微处理器等)来实现。
图10是示出根据本发明的第一实施例，收集用于验证有效性的Wi-Fi指纹的购物中心示例的示意图。在根据本发明的本实施例中，在购物中心各个600米区域内收集Wi-Fi指纹并对位置估计的准确度进行测量。在购物中心大约存在340个接入点且在实施区域中大约存在200个接入点。针对212个地点，每个地点收集10个Wi-Fi指纹，共收集了2,120个Wi-Fi指纹。在两方向上维持步行速度时，在各个方向上分别收集到2,120个Wi-Fi指纹。即，收集到约2,120个用于固定Wi-Fi电子地图的Wi-Fi指纹且收集到约4,240个用于移动Wi-Fi电子地图的Wi-Fi指纹。
为了检验根据本实施例的室内导航系统和方法的效果，每隔30米在各个选择的位置中接收Wi-Fi指纹并进行位置估计。位置估计结果是，基于固定Wi-Fi指纹进行位置估计时产生大约8米的位置估计误差，然而使用根据本发明实施例的通过考虑用户移动估计位置的方法时，只产生大约5米的位置估计误差。因此，其存在积极的效果，即是通过使用考虑用户移动的本发明的方法可将准确度提高30%以上。另外，其也证实了在实现根据本发明的一个实施例的室内导航系统时，基于Wi-Fi的用户位置确定的准确度和响应速度在实际中也是可用的。
图11是示出根据本发明的第一实施例提供路径信息的移动终端示例的示意图。其证实了用户可沿与汽车导航类似的路径移动且用户通过周期性位置估计在移动终端120显示的地图上显示用户的变化的位置可以很容易地在复杂的室内空间中访问一某一目的地。
根据本发明的一个实施例的基于区域分割确定用户位置的方法可很有效地在未安装足够接入点的广阔区域内进行使用。例如，在广阔的环境，例如停车场中，与准确位置相比，按分割区域程度的精确度来显示大致的位置也是足够的，因此其能被有效地进行使用。即，在根据本发明的实施例提供停车位置服务中，在已经构建Wi-Fi电子地图和分割停车区域的广阔停车空间中，可以提供通过使用移动终端由用户指定停车位置并随后引导指定停车位置的位置服务。也就是说，用户启动安装在移动终端的停车位置程序以接收停车位置服务。停车位置程序收集相应位置的Wi-Fi指纹，确定收集的Wi-Fi指纹所属的区域，并存储停车位置信息。存储的停车位置信息可作为室内导航装置使用，以将用户引导至其车辆的停车位置。
如能普及上述停车位置服务的话，为了有效地管理停车场信息，将众多建筑物的停车场信息存储在服务器中,然后通过在与服务器连接的移动终端中安装的停车位置程序来提供停车位置服务是有效的，其中，所述停车场信息是已经区域分割的和已经建立Wi-Fi电子地图的。
第二实施例
图12是示出根据本发明的第二实施例的基于位置服务系统的构成的框图。参考图12，基于位置服务系统1200包括多个接入点1210a至1210n、移动终端1220和导航服务服务器1230。
安装在室内例如建筑物的内部、建筑物的地下部分和隧道等中的多个接入点1210a至1210n可以是用于有线/无线网络的基站。在第二实施例中的多个接入点1210a至1210n与第一实施例中的多个接入点110a至110n相似。因此不对其进行详细地说明。
移动终端1220可以与多个接入点1210a至1210n中的至少一个连接，利用从该接入点提供的Wi-Fi信号和从导航服务服务器1230提供的位置信息进行室内导航，用于在与安装了接入点1210a至1210n的室内(例如，建筑物内部、建筑物的地下部分和隧道等)相对应的地图中显示导航信息。在第二实施例中的移动终端1220与第一实施例中的移动终端120相似，因此不对其进行详细地说明。
导航服务服务器1230可以与移动终端1220连接。导航服务服务器1230可以被配置为基于移动终端1220提供的Wi-Fi指纹估计移动终端1220的位置。
图13是示出根据本发明的第二实施例的导航服务服务器的框图。参考图13，导航服务服务器1230可以包括第二通信模块1310、导航服务构建单元1320、数据库单元1330和位置估计单元1340。
第二通信模块1310可以与移动终端1220连接，接收由移动终端1220提供的Wi-Fi指纹，将由位置估计单元1340提供的位置信息发送给移动终端1220。在第二实施例中的第二通信模块1310与第一实施例中的第二通信模块310相似，因此不对其进行详细地说明。
导航服务构建单元1320可以被配置为基于与多个接入点1210a至1210n相对应的Wi-Fi指纹构建室内导航服务。在本实施例中，导航服务构建单元1320可以基于与多个接入点1210a至1210n相对应的Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图。在第二实施例中的构建Wi-Fi电子地图的方法与第一实施例中图4的步骤S402类似，因此不对其进行详细地说明。导航服务构建单元1320可以进一步针对每个Wi-Fi电子地图分析在各个位置收集的Wi-Fi指纹并将索引密钥分配给每个Wi-Fi指纹。
例如，导航服务构建单元1320可以针对每个Wi-Fi电子地图分析在每个地点上收集的Wi-Fi指纹并检测与包含在每个Wi-Fi指纹中的各个接入点相对应的Wi-Fi信号的信号强度，基于检测的信号强度进一步将基于信号强度的索引密钥分配给每个地点。即，如图14所示，导航服务构建单元1320可以针对任意Wi-Fi电子地图分析在地点P1中收集的Wi-Fi指纹，检测与包含在Wi-Fi指纹中的接入点AP1至AP5相对应的Wi-Fi信号的信号强度。导航服务构建单元1320可以进一步比较检测的信号强度且按最强信号强度的顺序提取预定数量(例如，3个)的接入点AP1、AP3和AP2。导航服务构建单元1320可以进一步将AP1、AP3和AP2作为索引密钥(即基于信号强度的索引密钥)分配给地点P1。如上所述，导航服务构建单元1320将索引密钥分配给剩余地点P2至P20的每一个。在图14中，地点P5至P20表示未被分配索引密钥的状态。
再例如，导航服务构建单元1320可以针对每个Wi-Fi电子地图分析在地点中收集的多个Wi-Fi指纹(例如，20个Wi-Fi指纹)，考虑与包含在Wi-Fi指纹中的每个接入点相对应的Wi-Fi信号的方差和接收概率进一步将基于概率排序的索引密钥分配给地点。即，如图15所示，导航服务构建单元1320可以针对任意Wi-Fi电子地图分析在地点P1中收集的多个Wi-Fi指纹，按各个接入点进一步检测包含在每个Wi-Fi指纹中的Wi-Fi信号的平均信号强度、平均信号强度的方差（variace）和Wi-Fi信号的接收概率。接收概率表示在多个Wi-Fi指纹中接收该接入点的Wi-Fi信号的Wi-Fi指纹概率。例如，当在20个Wi-Fi指纹中经由接入点AP1接收的Wi-Fi指纹的数量是10时，接收概率则为50%。在图15中，在地点P1，接入点AP1的接收概率是100%，接入点AP2的概率是90%，接入点AP3的接收概率是20%，接入点AP4的接收概率是65%，且接入点AP5的接收概率是70%。导航服务构建单元1320可以基于信号强度、方差值和接收概率按接收最强Wi-Fi信号的最高概率的顺序进一步提取预定数量的接入点AP1、AP2和AP3。导航服务构建单元1320可以进一步将提取的AP1、AP2和AP3作为索引密钥分配给地点P1。如上所述，导航服务构建单元1320可以进一步将索引密钥分配给剩余地点P2至P20。在图15中，地点P5至P20表示未被分配索引密钥的状态。
数据库单元1330可以存储用于室内导航服务的各种数据。数据库单元1330可以包括用于存储根据导航服务构建单元1320分配了索引密钥的多个Wi-Fi电子地图的第一数据库(未显示)。数据库单元1330可以进一步包括用于存储根据导航服务构建单元1320构建的多个Wi-Fi电子地图的第二数据库(未显示)。
位置估计单元1340可以被配置为基于移动终端1220提供的Wi-Fi指纹估计移动终端1220的位置。位置估计单元1340将结合附图进行详细说明。
图16是示出根据本发明的第二实施例的估计移动终端位置的步骤的流程图。在图16的步骤S1602中，位置估计单元1340可以被配置为获取移动终端1220的移动方向和移动速度信息。在第二实施例中的移动方向和移动速度信息与第一实施例中的移动方向和移动速度信息类似，因此不对其进行详细的说明。
在步骤S1604中，位置估计单元1340可以被配置为检索数据库单元1330以从多个Wi-Fi电子地图中选择用于估计移动终端1220位置的Wi-Fi电子地图。在本实施例中，位置估计单元1340可以基于获取的移动方向和移动速度选择Wi-Fi电子地图。即，位置估计单元1340可以在存储于数据库单元1330中的多个Wi-Fi电子地图中选择在与提供了室内导航服务的移动终端1220的移动方向和移动速度最相似的情况下构建的Wi-Fi电子地图。
在步骤S1606中，位置估计单元1340可以被配置为经由第二通信模块1310接收由移动终端1220提供的Wi-Fi指纹。在本实施例中，位置估计单元1340可以每隔一预定更新周期接收Wi-Fi指纹。更新周期可以根据移动终端1220的特性和室内导航服务目标区域设定。
在步骤S1608中，位置估计单元1340可以被配置为分析接收的Wi-Fi指纹，从Wi-Fi电子地图中估计与接收的Wi-Fi指纹相对应的位置，生成包括估计位置的位置信息。生成的位置信息经由第二通信模块1310可被传送至移动终端1220中。
例如，位置估计单元1340可以分析接收的Wi-Fi指纹以检测与包含在接收的Wi-Fi指纹中的每个接入点相对应的Wi-Fi信号的信号强度。在图17中，位置估计单元1340进一步比较检测的信号强度，且按最强信号强度的顺序提取预定数量(例如，3个)接入点AP1、AP2和AP3。位置估计单元1340可以从选择的Wi-Fi电子地图中进一步检测地点P1，其中，提取的接入点AP1、AP2和AP3作为索引密钥分配给了地点P1，将检测的地点P1估计为移动终端1220的当前位置，生成包含检测地点P1的位置信息。
再例如，位置估计单元1340可以通过与每个接收的Wi-Fi指纹相对应的各个接入点分析接收的Wi-Fi指纹，以按接入点检测Wi-Fi信号的信号强度，信号强度的方差和Wi-Fi信号的接收概率，基于检测的信号强度、方差和接收概率按照接收最强Wi-Fi信号的接收概率的顺序来进一步提取预定数量的接入点，从选择的Wi-Fi电子地图中进一步检测第二Wi-Fi指纹，其中，提取的接入点作为索引密钥分配给了第二Wi-Fi指纹，将与第二Wi-Fi指纹相对应的位置估计为移动终端1220的位置。
虽然在前述实施例中对导航服务服务器1230的导航服务构建单元1320构建室内导航服务且位置估计单元1340估计移动终端1220的位置进行了说明，但在其他实施例中移动终端1220可执行由导航服务服务器1230实现的全部或部分功能。
另外，虽然在前述实施例中对导航服务构建单元1320和位置估计单元1340可单独实现进行了说明，但在其他实施例中导航服务构建单元1320和位置估计单元1340可通过一个处理器(例如，中央处理单元和微处理器等)来实现。
进一步，虽然在前述实施例中说明了为了估计移动终端1220的位置，所有的Wi-Fi指纹由Wi-Fi电子地图提供，但在其他实施例中其也可被用作为一种通过利用估计移动终端1220的位置的属性按预定周期在存储单元(未显示)中存储用于估计移动终端1220位置的Wi-Fi指纹并从Wi-Fi电子地图中取出新的所需Wi-Fi指纹的方法，因此其能减少从Wi-Fi电子地图中接收Wi-Fi指纹所需的时间。
第三实施例
图18是示出根据本发明的第三实施例的基于位置服务系统的构成的框图。参考图18，基于位置服务系统1800可以包括多个接入点1810a至1810n、移动终端1820和导航服务服务器1830。
安装在室内例如建筑物的内部、建筑物的地下部分和隧道等中的多个接入点1810a至1810n可以是有线/无线网络的基站。在第三实施例中的多个接入点1810a至1810n与第一实施例中的多个接入点110a至110n相似。因此不对其进行详细地说明。
移动终端1820可以与接入点1810a至1810n中的至少一个连接，基于从该接入点提供的Wi-Fi信号和从导航服务服务器1830中提供的位置信息进行室内导航，用于在与安装了多个接入点1810a至1810n的室内(例如，建筑物内部、建筑物的地下部分和隧道等)相对应的地图中显示导航信息。在本实施例中的移动终端1820与第一实施例中的移动终端120相似。因此不对其进行详细地说明。
导航服务服务器1830可以与移动终端1820连接，基于移动终端1820提供的Wi-Fi指纹估计移动终端1820的位置。
图19是示出根据本发明的第三实施例的导航服务服务器的构成的框图。参考图19，导航服务服务器1830可以包括第二通信模块1910，导航服务构建单元1920，数据库单元1930和位置估计单元1940。
第二通信模块1910可以与移动终端1820连接。第二通信模块1910可以被配置为接收由移动终端1820提供的Wi-Fi指纹且将由位置估计单元1940提供的位置信息发送给移动终端1820。在第三实施例中的第二通信模块1910与第一实施例中的第二通信模块310相似，因此不对其进行详细地说明。
导航服务构建单元1920可以被配置为基于与多个接入点1810a至1810n的Wi-Fi指纹构建室内导航服务。导航服务构建单元1920的操作将结合附图进行详细说明。
图20是示出根据本发明的第三实施例的构建室内导航服务的步骤的流程图。在图20的步骤S2002中，导航服务构建单元1920可以被配置为基于与多个接入点1810a至1810n相对应的Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图，在步骤S2004中，导航服务构建单元1920可以被配置为针对每个Wi-Fi电子地图将室内导航服务目标区域分割为多个区域，在步骤S2006中，导航服务构建单元1920可以被配置为针对每个Wi-Fi电子地图按分割区域对多个Wi-Fi指纹进行分类，在步骤S2008中，导航服务构建单元1920可以被配置为构建接入点索引，对Wi-Fi指纹所属的分割区域的信息和与分割区域相对应的接入点的接入点标识信息进行映射。第三实施例的步骤S2002至S2008与第一实施例的步骤S402至S408类似，因此不对其进行详细的说明。
在步骤S2010中，导航服务构建单元1920可以被配置为在AP索引被分配到的Wi-Fi电子地图中设定Wi-Fi指纹干扰区(Wi-Fi Fingerprint Confusion Area,WFCA)。所述WFCA可以是层间误差发生的区域。例如，导航服务构建单元1920可以将由导航服务构建者设定的区域设定为Wi-Fi电子地图中的WFCA。再例如，导航服务构建单元1920可以将用于基于构建的Wi-Fi指纹间的交叉验证(cross-validation)估计移动终端1820位置的Wi-Fi指纹划分为n个组，将特定组设定为测试数据(test data)且将剩余组设定为学习数据(learning data)，针对每个组进一步执行位置估计以将层间误差发生的区域设定为WFCA。交叉验证在本领域中是公知技术，因此不再对其进行详细说明以免混淆本发明。在另外一个示例中，导航服务构建单元1920可以基于信号相似性对构建的Wi-Fi指纹进行分层聚集(hierarchical clustering)以生成群(cluster)(组)，在生成的群中进一步提取多个层组合在一起的群，在Wi-Fi电子地图中设定估计位置时发生层间误差的WFCA。
虽然在前述实施例中说明了根据本发明的第一实施例的构建室内导航服务的流程可用于构建第三实施例中的室内导航服务，但在其他实施例中根据本发明的第一实施例和/或第二实施例的构建室内导航服务的流程也可被使用。
数据库单元1930可以存储用于室内导航服务的各种数据。例如，数据库单元1930可以包括用于存储根据导航服务构建单元1920构建的多个Wi-Fi电子地图的第一数据库(未显示)，用于存储根据导航服务构建单元1920分割的室内导航服务目标区域的分割区域信息的的第二数据库(未显示)，用于存储根据导航服务构建单元1920构建的AP索引的第三数据库(未显示)和用于存储设定了WFCA的Wi-Fi电子地图的第四数据库(未显示)。在另外一个示例中，数据库单元1930可以包括用于存储通过导航服务构建单元1920分配了索引密钥的多个Wi-Fi电子地图的第一数据库(未显示)，和用于存储设定了WFCA的多个Wi-Fi电子地图的第二数据库(未显示)。另外，所述数据库单元1930可以进一步包括用于存储通过导航服务构建单元1920构建的多个Wi-Fi电子地图的第二数据库(未显示)。
位置估计单元1940可以被配置为基于移动终端1820提供的Wi-Fi指纹估计移动终端1820的位置。位置估计单元1940将结合附图进行详细说明。
图21是示出根据本发明的第三实施例的估计移动终端位置的步骤的流程图。在图21的步骤S2102中，位置估计单元1940可以被配置为获取移动终端1820的移动方向和速度信息。在第三实施例中的移动方向和速度信息与第一实施例中的移动方向和速度类似，因此不对其进行详细的说明。
在步骤S2104中，位置估计单元1940可以被配置为检索数据库单元1930以从多个Wi-Fi电子地图中选择用于估计移动终端1820位置的Wi-Fi电子地图。在本实施例中，位置估计单元1940可以基于获取的移动方向和移动速度信息选择Wi-Fi电子地图。即，位置估计单元1940可以在存储于数据库单元1930中的多个Wi-Fi电子地图中选择在与提供了室内导航服务的移动终端1820的移动方向和移动速度最相似的情况下构建的Wi-Fi电子地图。
在步骤S2106中，位置估计单元1940可以被配置为经由第二通信模块1910接收由移动终端1820提供的Wi-Fi指纹。在本实施例中，位置估计单元1940可以每隔一预定更新周期接收Wi-Fi指纹。更新周期可以根据移动终端1820的特性和室内导航服务目标区域可变地设定。
在步骤S2108中，位置估计单元1940可以被配置为基于接收的Wi-Fi指纹从数据库1930中检索信息并估计移动终端1820的位置。第三实施例的位置估计与第一实施例和/或第二实施例的位置估计类似。因此，不对其进行详细的说明。
在步骤S2110中，位置估计单元1940可以被配置为确定移动终端1820的估计位置是否是WFCA。如确定在S2110中估计的估计位置是WFCA，则在步骤S2112中位置估计单元1940可以被配置为分析接收的Wi-Fi指纹，在步骤S2114中，位置估计单元1940可以被配置为检测包含在接收的Wi-Fi指纹中的接入点的数量。
在步骤S2116中，位置估计单元1940可以被配置为将接入点的数量与预定阈值进行比较。根据条件的不同可对阈值进行多种设定，其对本领域技术人员来说是可以充分理解的。
在步骤S2116中如确定估计的接入点的数量在阈值以下，则在步骤S2118中位置估计单元1940可以被配置为基于接收的Wi-Fi指纹执行移动终端1820的层间位置修正。在本实施例中，位置估计单元1940可以通过利用集合相似性(set similarity)进行移动终端1820的层间位置修正。更具体的说，位置估计单元1940可以通过考虑接收的Wi-Fi指纹和与WFCA相对应的Wi-Fi指纹间的集合相似性即通过考虑杰卡德系数(Jaccord’s coefficient)例如下述提供的公式2作为集合相似性的尺度进行移动终端1820的层间位置修正。
[公式2]
J ( A , B ) = | A &cap; B | | A &cup; B |
在上述公式2中，A表示接收的Wi-Fi指纹，B表示与WFCA相对应的Wi-Fi指纹，且J(A,B)表示杰卡德系数。
在步骤S2120中，位置估计单元1940可以被配置为基于接收的Wi-Fi指纹在修正的层间位置上重新估计移动终端1820的位置，在步骤S2122中，位置估计单元1940可以被配置为生成包含估计位置的位置信息。生成的位置信息经由第二通信模块1910可被传送至移动终端1820中。
相反，如确定在步骤S2110中估计的位置不是WFCA或在步骤S2116中检测的接入点的数量超过阈值，则位置估计单元1940可以被配置为生成包含估计位置的位置信息。
第四实施例
图22是示出根据本发明的第四实施例的基于位置服务系统的构成的框图。参考图22，基于位置服务系统2200包括多个接入点2210a至2210n、移动终端2220和导航服务服务器2230。
安装在室内例如建筑物的内部、建筑物的地下部分和隧道等中的多个接入点2210a至2210n可以是用于有线/无线网络的基站。在本实施例中的多个接入点2210a至2210n与第一实施例中的多个接入点110a至110n相似，因此不对其进行详细地说明。
移动终端2220可以与多个接入点2210a至2210n中的至少一个连接。移动终端2220可以被配置为基于从该接入点提供的Wi-Fi信号和从导航服务服务器2230中提供的位置信息进行室内导航，用于在与安装了多个接入点2210a至2210n的室内(例如，建筑物内部、建筑物的地下部分和隧道等)相对应的地图中显示导航信息。
图23是示出根据本发明的第四实施例的移动终端的构成的框图。参考图23，移动终端2220可以包括第一通信模块2310、指纹生成单元2320、用户输入单元2330、导航执行单元2340、存储单元2350和输出单元2360。
第一通信模块2310可以与接入点2210a至2210n中的至少一个和导航服务服务器2230相连接。第一通信模块2310可以被配置为从至少一个接入点接收Wi-Fi信号。第一通信模块2310可以进一步被配置为将由指纹生成单元2320生成的Wi-Fi指纹发送给导航服务服务器2230。第一通信模块2310可以进一步被配置为将由用户输入单元2330提供的输入信息发送至导航服务服务器2230。第一通信模块可以进一步被配置为接收由导航服务服务器2230提供的位置信息和Wi-Fi指纹信息。位置信息和Wi-Fi指纹信息将在下述进行详细说明。能与多个接入点2210a至2210n和导航服务服务器2230发送和接收数据的任何类型的装置都可被用作为第一通信模块2310。
指纹生成单元2320可以被配置为基于由第一通信模块2310提供的Wi-Fi信号生成Wi-Fi指纹。在本实施例中，指纹生成单元2320可以测量由第一通信模块2310提供的Wi-Fi信号的接收信号强度，检测Wi-Fi信号的标识信息。指纹生成单元2320可以进一步生成包含Wi-Fi信号的接收信号强度和标识信息的Wi-Fi指纹。
用户输入单元2330可以被配置为从用户接收输入信息。在本实施例中，输入信息可包括用于设定最终目的地的目的地设定信息。输入信息可以进一步包括用于设定室内导航开始的室内导航启动信息和/或用于设定室内导航结束的室内导航终止信息。然而，在此应注意的是，输入信息并不局限于此。用户输入单元2330可包括键钮和触摸屏等。
存储单元2340可以存储安装了多个接入点2210a至2210n的室内的地图信息。存储单元2340可以进一步存储由指纹生成单元2320生成的Wi-Fi指纹。存储单元2340可以进一步存储用户输入单元2330接收的输入信息。存储单元2340还可进一步存储用于执行室内导航的导航程序。
导航执行单元2350可以被配置为基于由第一通信模块2310提供的位置信息和Wi-Fi指纹信息执行室内导航。例如，导航执行单元2350可以通过利用由第一通信模块2310提供的位置信息和存储在存储单元2340中的地图信息执行室内导航，以在地图上显示移动终端2220的当前位置。如另一示例，导航执行单元2350可以通过利用由第一通信模块2310提供的位置信息和地图信息执行室内导航，以在地图上显示移动终端2220的当前位置。另外，导航执行单元2350可以被配置为通过利用由第一通信模块2310提供的Wi-Fi指纹信息执行室内导航，以在地图中显示与从移动终端2220的当前位置至最终目的地的最佳路径相对应的路径信息。
输出单元2360可以被配置为输出由导航执行单元2350执行的室内导航(例如，地图，位置信息和路径信息)。输出单元2360可包括用于显示地图、位置信息和路径信息的显示单元(未显示)。然而，在此应注意的是，输出单元2360并不局限于此。
虽然在前述实施例中对指纹生成单元2320和导航执行单元2350可以单独实现进行了说明，但在其他实施例中指纹生成单元2320和导航执行单元2350可经由一个处理器(例如，中央处理单元CPU和微处理器等)实现。
再参考图22，导航服务服务器2230可与移动终端2220连接。导航服务服务器2230可以被配置为利用由移动终端2220提供的Wi-Fi指纹估计移动终端2220的位置，以生成位置信息和Wi-Fi指纹信息。
图24是示出根据本发明的第四实施例的导航服务服务器的构成的框图。参考图24，导航服务服务器2230可以包括第二通信模块2410，导航服务构建单元2420，数据库单元2430和位置估计单元2440。
第二通信模块2410可以与移动终端2220连接。第二通信模块2410可以被配置为接收由移动终端2220提供的Wi-Fi指纹。第二通信模块2410可以进一步被配置为将由位置估计单元2440提供的位置信息和Wi-Fi指纹信息发送给移动终端2220。
导航服务构建单元2420可以被配置为基于与多个接入点2210a至2210n相对应的Wi-Fi指纹构建室内导航服务。导航服务构建单元2420将参考附图进行详细说明。
图25是示出根据本发明的第四实施例的构建室内导航服务的步骤的流程图。在图25的步骤S2502中，导航服务构建单元2420可以被配置为基于与多个接入点2210a至2210n相对应的Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图。在本实施例中的步骤S2502与第一实施例中的步骤S402相似。因此不对其进行详细地说明。
在步骤S2504中，导航服务构建单元2420可以被配置为将Wi-Fi指纹识别信息分配给包含在每个Wi-Fi地图中的Wi-Fi指纹。在本实施例中，指纹识别信息可以包括标识信息(ID；identification)。然而，在此应注意的是，指纹识别信息并不局限于此。例如，如图26所示，导航服务构建单元2420可以将指纹识别信息即ID1至39分配给包含在相应Wi-Fi电子地图中的Wi-Fi指纹FP1至FP39的每一个。
在步骤S2506中，导航服务构建单元2420可以被配置为针对分配了Wi-Fi指纹识别信息的每个Wi-Fi电子地图，将室内导航服务目标区域分割为多个区域。在本实施例中，分割区域的大小可按第一实施例进行设定，因此不对其进行详细的说明。例如，如图27所示，导航服务构建单元2420可以针对分配了指纹标识信息(ID)的相应Wi-Fi电子地图，将室内导航服务目标区域分割为多个区域B1至B13。
在步骤S2508中，导航服务构建单元2420可以被配置为针对每个Wi-Fi电子地图按各个分割区域对Wi-Fi指纹进行索引。例如，如图28所示，导航服务构建单元2420可以将Wi-Fi指纹1、2、8和10索引至分割区域B1，将Wi-Fi指纹3和4索引至分割区域B2，将Wi-Fi指纹5、6和7索引至分割区域B3，将Wi-Fi指纹9、11和17索引至分割区域B4，将Wi-Fi指纹18和19索引至分割区域B5，将Wi-Fi指纹12、13、14、20、21和22索引至分割区域B6，将Wi-Fi指纹15和16索引至分割区域B7，将Wi-Fi指纹23和26索引至分割区域B8，将Wi-Fi指纹24和27索引至分割区域B9，将Wi-Fi指纹25、28和34索引至分割区域B10，将Wi-Fi指纹29、36和38索引至分割区域B11，将Wi-Fi指纹30、31、32和33索引至分割区域B12，将Wi-Fi指纹35、37和39索引至分割区域B13。
再参考图24，数据库单元2430可以存储用于提供室内导航服务的各种数据。数据库单元2430可以包括用于存储根据导航服务构建单元2420构建的多个Wi-Fi电子地图的第一数据库(未显示)，用于存储根据导航服务构建单元2420分配的指纹识别信息的第二数据库(未显示)，用于存储根据导航服务构建单元2420分割的室内导航服务目标区域的分割区域信息的第三数据库(未显示)，和用于存储根据导航服务构建单元2420索引至分割区域的Wi-Fi指纹的第四数据库(未显示)。
位置估计单元2440可以被配置为基于移动终端2220提供的Wi-Fi指纹估计移动终端2220的位置。位置估计单元2440可以进一步被配置为从移动终端2220经由第二通信模块2410提供的输入信息生成Wi-Fi指纹信息。位置估计单元2440的操作将结合附图进行详细说明。
图29是示出根据本发明的第四实施例的估计移动终端位置的步骤的流程图。参考图29，在图29的步骤S2902中，位置估计单元2440可以被配置为获取移动终端2220的移动方向和移动速度信息。在第四实施例中的移动方向和移动速度信息与第一实施例中的移动方向和移动速度信息类似。因此不对其进行详细的说明。
在步骤S2904中，位置估计单元2440可以被配置为检索数据库单元2430并从多个Wi-Fi电子地图中选择用于估计移动终端2220位置的Wi-Fi电子地图。在本实施例中，位置估计单元2440可以基于获取的移动方向和移动速度选择Wi-Fi电子地图。即，位置估计单元2440可以在存储于数据库单元2430中的多个Wi-Fi电子地图中选择在与向其提供了室内导航服务的移动终端2220的移动方向和移动速度最相似的情况下构建的Wi-Fi电子地图。
在步骤S2906中，位置估计单元2440可以被配置为经由第二通信模块2410接收由移动终端2220提供的Wi-Fi指纹。在本实施例中，位置估计单元2440可以每隔一预定更新周期接收Wi-Fi指纹。更新周期可以根据移动终端2220的特性和室内导航服务目标区域可变地设定。
在步骤S2908中，位置估计单元2440可以被配置为基于接收的Wi-Fi指纹和选择的Wi-Fi电子地图估计移动终端2220的位置。即，如第一实施例中所述，位置估计单元2440可以基于存储在数据库单元2430中的AP索引决定接收的Wi-Fi指纹所属的分割区域，计算接收的Wi-Fi指纹和属于决定的分割区域的每个Wi-Fi指纹间的距离，比较计算的距离以检测与最短距离相对应的Wi-Fi指纹作为与接收的Wi-Fi指纹最邻近的Wi-Fi指纹，将检测的Wi-Fi指纹的收集位置(地点)决定为移动终端2220的最终位置。可选地，位置估计单元2440可生成包含估计位置的位置信息。由位置估计单元2440生成的位置信息可以经由第二通信模块2410发送至移动终端2220。因此，移动终端2220可以基于接收的位置信息执行室内导航，以在地图上显示移动终端2220的当前位置。
在步骤S2910中，位置估计单元2440可以被配置为经由第二通信模块2410接收由移动终端2220提供的输入信息。在步骤S2912中，位置估计单元2440可以被配置为基于位置信息和输入信息检测从移动终端2220的当前位置至最终目的地的最佳路径。例如，如图30所示，位置估计单元2440可以在选择的Wi-Fi电子地图中将移动终端2220的当前位置设定为起始位置SP，将与输入信息相对应的位置设定为目的地位置DP，检测在起始位置SP和目的地位置DP之间的最佳路径OP。检测最佳路径的方法可以利用在本领域中已是公知的多种技术，因此不对其进行详细说明以免混淆本发明。
在图29的步骤S2914中，位置估计单元2440可以被配置为检测与检测的最佳路径相对应的分割区域，在步骤S2916中，位置估计单元2440可以被配置为提取与检测的分割区域相对应的指纹识别信息。例如，如图30所示，位置估计单元2440可以提取与最佳路径OP相对应的分割区域B13、B10、B12、B11、B8和B4。位置估计单元2440可以进一步提取与检测的分割区域B13相对应的指纹识别信息35、37和39；与检测的分割区域B10相对应的指纹识别信息2、28和34；与检测的分割区域B12相对应的指纹识别信息30、31、32和33；与检测的分割区域B11相对应的指纹识别信息9、36和38；与检测的分割区域B8相对应的指纹识别信息23和26；以及与检测的分割区域B4相对应的指纹识别信息9、11和17。
在步骤S2918中，位置估计单元2440可以被配置为生成包含与提取的指纹识别信息相对应的Wi-Fi指纹的Wi-Fi指纹信息。例如，位置估计单元2440可生成包含与提取的指纹识别信息35、37、39、2、28、34、30、31、32、33、29、36、38、23、26、9、11和17相对应的Wi-Fi指纹的Wi-Fi指纹信息。由位置估计单元2440生成的Wi-Fi指纹信息可经由第二通信模块2410发送至移动终端2220。因此，移动终端2220通过利用Wi-Fi指纹信息可执行用于在地图上显示路径信息的室内导航。
因此，导航服务服务器2230可迅速地提取与最佳路径相对应的Wi-Fi指纹，移动终端2220不需要导航服务服务器2230的帮助，基于Wi-Fi指纹信息就可执行室内导航。
所述本发明的实施例并不是通过装置和方法来实现的，而是通过实现与本发明实施例的结构相对应的功能的程序或在记录该程序的计算机可读介质可以实现，这些实现对于本发明的技术人员来说是容易实现的。
虽然已结合多个示例性实施例对本发明的实施例进行了说明，但其应该理解为在本发明的技术精神原则范围内本领域的技术人员可做出各种其他的修改及实施例。

Claims (58)

1.一种基于位置服务的系统，包括：
多个接入点，安装在室内中并被配置为发送包含标识信息的Wi-Fi信号；
移动终端，被配置为接收Wi-Fi信号并利用接收的Wi-Fi信号生成第一Wi-Fi指纹；和
导航服务服务器，其与所述移动终端连接,被配置为利用在所述室内的多个位置中获取的多个第二Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图，在所述多个Wi-Fi电子地图中选择用于估计所述移动终端位置的Wi-Fi电子地图，基于选择的Wi-Fi电子地图从与所述第一Wi-Fi指纹相对应的第二Wi-Fi指纹中估计所述移动终端的位置，并且生成位置信息，
其中，所述第一Wi-Fi指纹和所述第二Wi-Fi指纹包括所述Wi-Fi信号的接收强度和发送所述Wi-Fi信号的所述接入点的标识信息。
2.如权利要求1所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述标识信息包括介质访问控制地址。
3.如权利要求1所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述移动终端包括：
Wi-Fi指纹生成单元，被配置为基于所述接收的Wi-Fi信号生成所述第一Wi-Fi指纹；和
第一通信模块，被配置为接收从所述接入点发送的所述Wi-Fi信号，并将所述第一Wi-Fi指纹发送给所述导航服务服务器。
4.如权利要求1所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务服务器包括：
导航服务构建单元，被配置为根据所述移动终端的移动方向和移动速度构建与所述多个第二Wi-Fi指纹相对应的多个Wi-Fi电子地图；
数据库单元，被配置为存储所述多个Wi-Fi电子地图；
位置估计单元，被配置为获取所述移动终端的移动方向和移动速度，检索所述数据库单元以选择与所述获取的移动方向和移动速度相对应的Wi-Fi电子地图，从选择的Wi-Fi电子地图中检测与所述第一Wi-Fi指纹相对应的第二Wi-Fi指纹，将所述检测的第二Wi-Fi指纹的位置估计为所述移动终端的位置，以及生成包含所述估计位置的位置信息；和
第二通信模块，被配置为接收所述第一Wi-Fi指纹并将所述位置信息传送至所述移动终端。
5.如权利要求4所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述移动终端进一步包括：
用户输入单元，被配置为从用户接收用于设定最终目的地的输入信息；
被配置为执行室内导航的导航执行单元，基于所述位置信息在所述室内的地图上显示当前位置信息，基于所述输入信息生成从当前位置至所述最终目的地的路径信息，并在所述地图上显示所述路径信息；和
输出单元，被配置为输出由所述导航执行单元执行的所述室内导航。
6.如权利要求4所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务构建单元被配置为：
利用所述多个第二Wi-Fi指纹构建所述多个Wi-Fi电子地图；
针对每个所述多个Wi-Fi电子地图将室内导航服务目标区域分割为多个区域；
针对每个所述多个Wi-Fi电子地图按分割区域对所述多个第二Wi-Fi指纹进行分类；和
构建接入点索引，用于使所述每个第二Wi-Fi指纹所属的分割区域和负责所述分割区域的所述接入点的标识信息互相映射。
7.如权利要求6所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述Wi-Fi电子地图包括反映由于所述移动终端的移动而产生的信号拖尾现象的移动型Wi-Fi电子地图和不反映由于所述移动终端的移动而产生的信号拖尾现象的固定型Wi-Fi电子地图中的至少一个。
8.如权利要求6所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务构建单元进一步被配置为根据所述移动终端的移动方向和移动速度构建所述多个Wi-Fi电子地图。
9.如权利要求6所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务构建单元进一步被配置为：
设定用于估计所述移动终端位置的准确度目标值和精确度目标值；
针对每个所述多个Wi-Fi电子地图初始化所述分割区域的大小；
根据所述分割区域的大小计算出所述移动终端的位置估计的准确度和精确度；
将所述计算出的精确度与所述精确度目标值比较，如确定所述计算出的精确度不满足所述精确度目标值，则放宽并重新设定所述准确度目标值和所述精确度目标值；
如确定所述计算出的精确度满足所述精确度目标值，则将所述计算出的准确度与所述准确度目标值比较，如确定所述计算出的准确度不满足所述准确度目标值，则将所述分割区域的大小增大至预定大小；
如确定所述计算出的准确度满足所述准确度目标值，则将所述设定的分割区域的大小设定为最终分割区域的大小。
10.如权利要求6所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务构建单元被配置为：
针对包含在所述Wi-Fi电子地图中的所述第二Wi-Fi指纹选择包含相同接入点的标识信息的第二Wi-Fi指纹；和
检测选择的第二Wi-Fi指纹被收集的分割区域并构建所述接入点的标识信息和所述检测的分割区域之间的连接信息。
11.如权利要求6所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述位置估计单元被配置为：
获取所述移动终端的移动方向和移动速度信息；
检索所述数据库单元以选择与获取的移动方向和移动速度相对应的Wi-Fi电子地图；
基于所述接入点索引决定与所述第一Wi-Fi指纹相对应的分割区域；
计算属于所述决定的分割区域的第二Wi-Fi指纹和所述第一Wi-Fi指纹间的距离；
比较所述计算的距离以检测与最短距离相对应的第二Wi-Fi指纹作为与所述第一Wi-Fi指纹最邻近的Wi-Fi指纹；和
将所述检测的第二Wi-Fi指纹的位置估计为所述移动终端的位置。
12.如权利要求11所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述位置估计单元进一步被配置为：
将所述决定的分割区域和与所述决定的分割区域相邻近的区域决定为搜索区域；
在所述搜索区域的所述第二Wi-Fi指纹中，将与所述第一Wi-Fi指纹最邻近的第二Wi-Fi指纹的收集位置决定为估计位置；和
确定包含所述估计位置的分割区域是否与所述决定的分割区域相一致，如确定不相一致，则忽视所述估计位置。
13.如权利要求4所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务构建单元被配置为：
利用所述多个第二Wi-Fi指纹构建所述多个Wi-Fi电子地图；和
针对每个所述多个Wi-Fi电子地图分析所述多个第二Wi-Fi指纹以给每个所述第二Wi-Fi指纹分配索引密钥。
14.如权利要求13所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务构建单元被配置为：
检测与包含在每个所述多个第二Wi-Fi指纹中的每个多个接入点相对应的所述Wi-Fi信号的信号强度；
比较所述检测的信号强度以按照信号强度的顺序提取预定数量的接入点；和
将所述提取的接入点作为索引密钥分配给每个所述多个第二Wi-Fi指纹。
15.如权利要求14所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述位置估计单元被配置为：
获取所述移动终端的移动方向和移动速度信息；
检索所述数据库单元以选择与所述获取的移动方向和移动速度相对应的Wi-Fi电子地图；
根据包含在所述第一Wi-Fi指纹中的接入点检测所述Wi-Fi信号的信号强度；
比较所述检测的信号强度以按照信号强度的顺序提取预定数量的接入点；
从所述选择的Wi-Fi电子地图中检测第二Wi-Fi指纹，所述提取的接入点作为索引密钥被分配给了所述第二Wi-Fi指纹；和
将与所述第二Wi-Fi指纹相对应的位置估计为所述移动终端的位置。
16.如权利要求13所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务构建单元被配置为：
按照包含在每个所述多个第二Wi-Fi指纹中的接入点，检测所述Wi-Fi信号的信号强度、信号强度的方差和所述Wi-Fi信号的接收概率；
针对每个所述多个第二Wi-Fi指纹，基于检测的信号强度、方差和接收概率按照接收最强Wi-Fi信号的接收概率的顺序来提取预定数量的接入点；和
将提取的接入点作为索引密钥分配给每个所述多个第二Wi-Fi指纹。
17.如权利要求16所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述位置估计单元被配置为：
获取所述移动终端的移动方向和移动速度信息；
检索所述数据库单元以选择与所述获取的移动方向和移动速度相对应的Wi-Fi电子地图；
接收由所述移动终端提供的多个第一Wi-Fi指纹；
针对每个所述多个第一Wi-Fi指纹，按照接入点，检测所述Wi-Fi信号的信号强度、信号强度的方差和所述Wi-Fi信号的接收概率；
基于所述检测的信号强度、方差和接收概率按照接收最强Wi-Fi信号的接收概率的顺序来提取预定数量的接入点；
从所述选择的Wi-Fi电子地图中检测第二Wi-Fi指纹，所述提取的接入点作为索引密钥被分配给了所述第二Wi-Fi指纹；和
将与所述检测的第二Wi-Fi指纹相对应的位置估计为所述移动终端的位置。
18.如权利要求4所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务构建单元被配置为：
利用所述多个第二Wi-Fi指纹构建所述多个Wi-Fi电子地图；和
在所述多个Wi-Fi电子地图上设定能发生层间误差的Wi-Fi指纹干扰区。
19.如权利要求18所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述位置估计单元被配置为：
获取所述移动终端的移动方向和移动速度信息；
检索所述数据库单元以选择与所述获取的移动方向和移动速度相对应的Wi-Fi电子地图；
基于所述第一Wi-Fi指纹从所述Wi-Fi电子地图中估计所述移动终端的位置；
确定估计位置是否是所述Wi-Fi指纹干扰区，如确定所述估计位置是所述Wi-Fi指纹干扰区，则分析所述第一Wi-Fi指纹以检测包含在所述第一Wi-Fi指纹中的接入点的数量；
将检测的接入点的数量与预定阈值比较，如确定所述检测的接入点的数量在所述预定阈值以下，则基于所述第一Wi-Fi指纹进行层间位置修正；和
基于所述第一Wi-Fi指纹在修正的层间位置上重新估计所述移动终端的位置。
20.如权利要求19所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述位置估计单元被配置为利用杰卡德系数通过考虑所述第一Wi-Fi指纹和与所述Wi-Fi指纹干扰区相对应的第二Wi-Fi指纹之间的集合相似性来进行所述估计位置的修正。
21.如权利要求1所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述移动终端进一步被配置为从用户接收用于设定最终目的地的输入信息。
22.如权利要求21所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务服务器进一步被配置为：
针对每个所述Wi-Fi电子地图，将指纹识别信息分配给所述多个第二Wi-Fi指纹；
基于所述多个Wi-Fi电子地图中用于估计所述移动终端位置的Wi-Fi电子地图和所述第一Wi-Fi指纹来估计所述移动终端的当前位置；和
基于估计的当前位置和所述输入信息提取与从当前位置到最终目的地的最佳路径相对应的第二Wi-Fi指纹的指纹识别信息以生成Wi-Fi指纹信息。
23.如权利要求22所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述移动终端包括：
Wi-Fi指纹生成单元，被配置为基于所述Wi-Fi信号生成所述第一Wi-Fi指纹；
用户输入单元，被配置为从用户接收所述输入信息；
第一通信模块，被配置为接收从所述接入点发送的所述Wi-Fi信号和Wi-Fi指纹识别信息，并将所述第一Wi-Fi指纹发送给所述导航服务服务器；
导航执行单元，被配置为基于所述Wi-Fi指纹信息执行所述室内导航；和
输出单元，被配置为输出在所述导航执行单元中执行的室内导航。
24.如权利要求22所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务服务器包括：
导航服务构建单元，被配置为基于所述移动终端的移动方向和移动速度获取多个第二Wi-Fi指纹，利用所述多个第二Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图，并针对所述多个Wi-Fi电子地图将所述指纹识别信息分配给所述多个第二Wi-Fi指纹；
数据库单元，用于存储所述多个Wi-Fi电子地图和Wi-Fi指纹识别信息；
位置估计单元，被配置为获取所述移动终端的移动方向和移动速度，检索所述数据库单元以在所述多个Wi-Fi电子地图中选择与所述获取的移动方向和移动速度相对应的Wi-Fi电子地图，基于选择的Wi-Fi电子地图从与所述第一Wi-Fi指纹相对应的第二Wi-Fi指纹估计所述移动终端的当前位置，并基于估计的当前位置和输入信息生成Wi-Fi指纹信息；和
第二通信模块，被配置为接收所述第一Wi-Fi指纹和所述输入信息，并将所述Wi-Fi指纹信息发送至所述移动终端。
25.如权利要求24所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述导航服务构建单元被配置为：
针对被分配了所述指纹识别信息的每个所述多个Wi-Fi电子地图，将室内导航服务目标区域分割为多个区域；和
针对每个所述多个Wi-Fi电子地图，按分割领域对所述多个第二Wi-Fi指纹进行索引。
26.如权利要求25所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述指纹识别信息包括标识信息。
27.如权利要求25所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述位置估计单元被配置为：
获取所述移动终端的移动方向和移动速度信息；
检索所述数据库单元以选择与所述获取的移动方向和移动速度相对应的Wi-Fi电子地图；
决定与所述第一Wi-Fi指纹相对应的分割区域；
计算属于所述决定的分割区域的第二Wi-Fi指纹和所述第一Wi-Fi指纹之间的距离；
比较所述计算的距离以检测与最短距离相对应的第二Wi-Fi指纹作为与所述第一Wi-Fi指纹最邻近的Wi-Fi指纹；和
将所述检测的第二Wi-Fi指纹的位置估计为所述移动终端的位置。
28.如权利要求27所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述位置估计单元进一步被配置为：
将所述决定的分割区域和与所述决定的分割区域邻近的区域决定为搜索区域；
在所述搜索区域的第二Wi-Fi指纹中，将与所述第一Wi-Fi指纹最邻近的第二Wi-Fi指纹的收集区域决定为估计区域；和
确定包含所述估计位置的分割区域是否与所述决定的分割区域相一致，如确定不相一致，则忽视所述估计区域。
29.如权利要求25所述的基于位置服务的系统，其特征在于，所述位置估计单元被配置为：
针对所述选择的Wi-Fi电子地图，基于当前位置和输入信息检测从所述当前位置至最终目的地的最佳路径；
检测与所述最佳路径相对应的分割区域；
提取与检测的分割区域相对应的指纹识别信息；和
生成包含与提取的指纹识别信息相对应的第二Wi-Fi指纹的Wi-Fi指纹信息。
30.一种在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，所述基于位置服务的系统包括安装在室内中并被配置为发送包含标识信息的Wi-Fi信号的多个接入点、移动终端和导航服务服务器，所述方法包括：
a)在所述导航服务服务器中，利用在室内的多个位置中获取的多个第一Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图；
b)在所述移动终端中，接收Wi-Fi信号并生成第二Wi-Fi指纹；
c)在所述导航服务服务器中，在多个Wi-Fi电子地图中选择用于估计所述移动终端位置的Wi-Fi电子地图；和
d)在所述导航服务服务器中，基于所述选择的Wi-Fi电子地图从与所述第一Wi-Fi指纹相对应的第二Wi-Fi指纹中估计所述移动终端的位置，并生成位置信息，
其中，所述第一Wi-Fi指纹和第二Wi-Fi指纹包括Wi-Fi信号的信号强度和发送所述Wi-Fi信号的所述接入点的标识信息。
31.如权利要求30所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，所述标识信息包括介质访问控制地址。
32.如权利要求30所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，所述Wi-Fi电子地图包括反映由于所述移动终端的移动而发生的信号拖尾现象的移动型Wi-Fi电子地图和不反映由于所述移动终端的移动而发生的信号拖尾现象的固定型Wi-Fi电子地图中的至少一个。
33.如权利要求30所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤a)包括：
a1)考虑所述移动终端的移动方向和移动速度构建与所述多个第一Wi-Fi指纹相对应的多个Wi-Fi电子地图；
a2)针对每个所述多个Wi-Fi电子地图，将室内导航服务目标区域分割为多个区域；
a3)针对每个所述多个Wi-Fi电子地图，按分割领域对所述多个第一Wi-Fi指纹进行分类；和
a4)构建接入点索引，用于使每个所述多个第一Wi-Fi指纹所属的分割区域和负责所述分割区域的接入点的标识信息互相映射。
34.如权利要求33所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤a2)进一步包括：
设定用于估计所述移动终端位置的准确度目标值和精确度目标值；
针对每个所述多个Wi-Fi电子地图初始化所述分割区域的大小；
针对所述分割区域的大小计算出所述移动终端的位置估计的准确度和精确度；
将所述计算出的精确度与所述精确度目标值比较，如确定所述计算出的精确度不满足所述精确度目标值，则放宽并重新设定所述准确度目标值和所述精确度目标值；
如确定所述计算出的精确度满足所述精确度目标值，则将所述计算出的准确度与所述准确度目标值比较，如确定所述计算出的准确度不满足所述准确度目标值，则将所述分割区域的大小增大至预定大小；
如确定所述计算出的准确度满足所述准确度目标值，则将所述设定的分割区域的大小设定为最终分割区域的大小。
35.如权利要求33所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤a4)进一步包括：
针对包含在所述Wi-Fi电子地图中的第一Wi-Fi指纹选择包含相同接入点的标识信息的Wi-Fi指纹；和
检测选择的Wi-Fi指纹被收集的分割区域，并构建所述接入点的标识信息和所述检测的分割区域之间的连接信息。
36.如权利要求30所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤c)包括：
获取所述移动终端的移动方向和移动速度信息；和
在所述多个Wi-Fi电子地图中选择与所述获取的移动方向和速度相对应的Wi-Fi电子地图。
37.如权利要求33所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤d)包括：
基于所述接入点索引决定与所述第二Wi-Fi指纹相对应的分割区域；
计算属于所述决定的分割区域的第一Wi-Fi指纹和所述第二Wi-Fi指纹间的距离；
比较所述计算的距离以检测与最短距离相对应的第一Wi-Fi指纹作为与第二Wi-Fi指纹最邻近的Wi-Fi指纹；
将所述检测的第一Wi-Fi指纹的位置估计为所述移动终端的位置；和
生成包含所述估计位置的位置信息。
38.如权利要求37所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤d)进一步包括：
将所述决定的分割区域和与所述决定的分割区域相邻近的区域决定为搜索区域；
在所述搜索区域的所述第一Wi-Fi指纹中，将与所述第二Wi-Fi指纹最邻近的第一Wi-Fi指纹的收集位置决定为估计位置；和
确定包含所述估计位置的分割区域是否与所述决定的分割区域相一致，如确定不相一致，则忽视所述估计位置。
39.如权利要求30所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤a)包括：
a1)利用所述多个第一Wi-Fi指纹构建所述多个Wi-Fi电子地图；和
a2)针对每个所述多个Wi-Fi电子地图分析所述多个第一Wi-Fi指纹以将索引密钥分配给每个所述多个第一Wi-Fi指纹。
40.如权利要求39所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤a2)包括：
检测与包含在每个所述多个第一Wi-Fi指纹中的每个所述多个接入点相对应的所述Wi-Fi信号的信号强度；
比较所述检测的信号强度以按照信号强度的顺序提取预定数量的接入点；和
将提取的接入点作为索引密钥分配给每个所述多个第一Wi-Fi指纹。
41.如权利要求39所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤d)包括：
根据包含在所述第二Wi-Fi指纹中的接入点检测所述Wi-Fi信号的信号强度；
比较检测的信号强度以按照信号强度的顺序提取预定数量的接入点；
从所述选择的Wi-Fi电子地图中检测第一Wi-Fi指纹，所述提取的接入点作为索引密钥被分配给了所述第一Wi-Fi指纹；和
将与所述第一Wi-Fi指纹相对应的位置估计为所述移动终端的位置。
42.如权利要求30所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤a)包括：
按照包含在每个所述多个第二Wi-Fi指纹中的接入点，检测所述Wi-Fi信号的信号强度、所述信号强度的方差和Wi-Fi信号的接收概率；
针对每个所述多个第二Wi-Fi指纹，基于所述检测的信号强度、所述方差和所述接收概率按照接收最强Wi-Fi信号的接收概率的顺序来提取预定数量的接入点；和
将提取的接入点作为索引密钥分配给每个所述多个第二Wi-Fi指纹。
43.如权利要求42所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤d)包括：
接收由所述移动终端提供的多个第二Wi-Fi指纹；
针对每个所述第二Wi-Fi指纹，按照接入点，检测Wi-Fi信号的信号强度、所述信号强度的方差和Wi-Fi信号的接收概率；
基于所述检测的信号强度、所述方差和所述接收概率按照接收最强Wi-Fi信号的接收概率的顺序来提取预定数量的接入点；
从所述选择的Wi-Fi电子地图中检测第一Wi-Fi指纹，所述提取的接入点作为索引密钥被分配给了所述第一Wi-Fi指纹；和
将与所述检测的第一Wi-Fi指纹相对应的位置估计为所述移动终端的位置。
44.如权利要求30所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤a)包括：
利用所述多个第二Wi-Fi指纹构建所述多个Wi-Fi电子地图；和
在所述多个Wi-Fi电子地图上设定能发生层间误差的Wi-Fi指纹干扰区。
45.如权利要求44所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤d)包括：
d1)基于所述第二Wi-Fi指纹从所述Wi-Fi电子地图中估计所述移动终端的位置；
d2)确定估计位置是否是所述Wi-Fi指纹干扰区，如确定估计位置是所述Wi-Fi指纹干扰区，则分析所述第二Wi-Fi指纹以检测包含在所述第二Wi-Fi指纹中的接入点的数量；
d3)将检测的接入点的数量与预定阈值比较，如确定所述检测的接入点的数量在所述预定阈值以下，则基于所述第二Wi-Fi指纹进行层间位置修正；和
d4)基于所述第二Wi-Fi指纹在所述修正的层间位置上重新估计所述移动终端的位置。
46.如权利要求45所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤d3)包括：
利用杰卡德系数通过考虑所述第一Wi-Fi指纹和与所述Wi-Fi指纹干扰区相对应的第二Wi-Fi指纹之间的集合相似性来进行所述估计位置的修正。
47.如权利要求30至46中任一所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，进一步包括：
e)在所述移动终端中，执行室内导航，所述室内导航基于所述位置信息在与所述室内相对应的地图上显示当前位置信息，并显示从当前位置至最终目的地的路径信息；和
f)在所述移动终端中，输出所述执行的室内导航。
48.一种在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，所述基于位置服务的系统包括安装在室内中并被配置为发送包含标识信息的Wi-Fi信号的多个接入点、移动终端和导航服务服务器，所述方法包括：
a)在所述导航服务服务器中，利用在室内的多个位置中获取的多个第一Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图；
b)针对每个所述多个Wi-Fi电子地图，将指纹识别信息分配给每个所述多个第一Wi-Fi指纹；
c)在所述移动终端中，接收Wi-Fi信号并生成第二Wi-Fi指纹；
d)在所述导航服务服务器中，基于在所述多个Wi-Fi电子地图中的用于估计所述移动终端位置的Wi-Fi电子地图和所述第二Wi-Fi指纹来估计所述移动终端的当前位置；
e)在所述移动终端中，从用户接收用于设定最终目的地的输入信息；
f)在所述导航服务服务器中，基于估计的当前位置和输入信息提取与从所述当前位置到所述最终目的地的最佳路径相对应的第一Wi-Fi指纹的指纹识别信息以生成Wi-Fi指纹信息；和
g)在所述移动终端中，基于所述Wi-Fi指纹信息进行室内导航，
其中，所述第一Wi-Fi指纹和第二Wi-Fi指纹包括Wi-Fi信号的接收信号强度和发送所述Wi-Fi信号的接入点的接入点标识信息。
49.如权利要求48所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，所述标识信息包括介质访问控制地址。
50.如权利要求48所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，所述指纹识别信息包括标识信息。
51.如权利要求48所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，所述Wi-Fi电子地图包括反映由于所述移动终端的移动而发生的信号拖尾现象的移动型Wi-Fi电子地图和不反映由于所述移动终端的移动而发生的信号拖尾现象的固定型Wi-Fi电子地图中的至少一个。
52.如权利要求48所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤a)包括：
基于所述移动终端的移动方向和移动速度获取多个第一Wi-Fi指纹；和
根据移动方向和移动速度利用所述多个第一Wi-Fi指纹构建多个Wi-Fi电子地图。
53.如权利要求48所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤b)包括：
b1)针对被分配了所述指纹识别信息的每个所述多个Wi-Fi电子地图，将室内导航服务目标区域分割为多个区域；和
b2)针对每个所述多个Wi-Fi电子地图，按分割领域对所述多个第一Wi-Fi指纹进行索引。
54.如权利要求53所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤b1)进一步包括：
设定用于估计所述移动终端位置的准确度目标值和精确度目标值；
针对每个所述多个Wi-Fi电子地图初始化所述分割区域的大小；
根据所述分割区域的大小计算出用于估计所述移动终端的位置的准确度和精确度；
将所述计算出的精确度与所述精确度目标值比较，如确定所述计算出的精确度不满足所述精确度目标值，则放宽并重新设定所述准确度目标值和所述精确度目标值；
如确定所述计算出的精确度满足所述精确度目标值，则将所述计算出的准确度与所述准确度目标值比较，如确定所述计算出的准确度不满足所述准确度目标值，则将所述分割区域的大小增大至预定大小；
如确定所述计算出的准确度满足所述准确度目标值，则将所述预定的分割区域的大小设定为最终分割区域的大小。
55.如权利要求48所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤d)包括：
d1)获取所述移动终端的移动方向和移动速度；
d2)在所述多个Wi-Fi电子地图中选择与获取的移动方向和移动速度相对应的Wi-Fi电子地图；和
d3)基于选择的Wi-Fi电子地图从与所述第二Wi-Fi指纹相对应的第一指纹中估计所述移动终端的当前位置。
56.如权利要求55所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤d3)包括：
针对所述选择的Wi-Fi电子地图，决定与所述第二Wi-Fi指纹相对应的分割区域；
计算属于所述决定的分割区域的第一Wi-Fi指纹和所述第二Wi-Fi指纹间的距离；
比较所述计算的距离以检测与最短距离相对应的第一Wi-Fi指纹作为与所述第二Wi-Fi指纹最邻近的Wi-Fi指纹；和
将所述检测的第一Wi-Fi指纹的位置估计为所述移动终端的位置。
57.如权利要求56所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤d3)进一步包括：
将所述决定的分割区域和与所述决定的分割区域相邻近的区域决定为搜索区域；
在所述搜索区域的第一Wi-Fi指纹中，将与所述第二Wi-Fi指纹最邻近的第一Wi-Fi指纹的收集位置决定为估计位置；和
确定包含所述估计位置的分割区域是否与所述决定的分割区域相一致，如确定不相一致，则忽视所述估计位置。
58.如权利要求55所述的在基于位置服务的系统中进行室内导航的方法，其特征在于，步骤f)包括：
针对所述选择的Wi-Fi电子地图，基于所述当前位置和所述输入信息检测所述最佳路径；
检测与所述最佳路径相对应的分割区域；
提取与所述检测的分割区域相对应的指纹识别信息；和
生成包含与所述提取的指纹识别信息相对应的第二Wi-Fi指纹的Wi-Fi指纹信息。
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