CN103442433B - 一种利用无线热点进行室内定位的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用无线热点进行室内定位的方法和系统，在用户不动时，通过提供用户端进入请求的热点搜索其它相邻热点，通过相邻的热点生成多个用户端所在的交叠区域，然后将多个交叠区域再进行交叠获取到了多个交叠区域共同的交叠区域，根据获取到的共同的交叠区域来计算用户端的位置信息，从而防止用户不移动时，仍能对用户端的定位更加准确。

Description

一种利用无线热点进行室内定位的方法和系统
技术领域
本发明涉及无线定位技术领域，尤其涉及一种利用无线热点进行室内定位的方法和系统。
背景技术
随着科技的发展，定位系统在人们生活中的应用也越来越广泛，普通的移动用户端一般通过GPRS进行定位，但是在通过GPRS进行定位时，当GPRS定位室内或者与底面垂直方向有障碍物时，几乎无法穿透，影响其定位的精确度。在此情况下，现有技术提出一种利用无线接入点进行室内导航的方法，用户端在接收到3个或3个以上的无线接入点信号时，根据用户端与无线接入点之间的距离以及无线接入点的位置信息，对用户端进行定位。现有技术中必须采用固定的3个或3个以上的无线接入点完成对用户端的定位，而且当用户不动且当前只有固定接入点时，仅仅利用该固定的3个或3个以上的无线接入点之间的交叠区域来对用户进行定位，无法实现准确的定位。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种利用无线热点进行室内定位的方法和系统，使得在利用无线热点进行室内定位时更加精确。
本发明提出一种利用无线热点进行室内定位方法，包括：
第一热点在接收到进入其信号覆盖区域的用户端发送的接入请求时，搜索其信号覆盖区域的第二热点，当第一热点搜索到其信号覆盖区域的第二热点时，若第二热点搜索到用户端，则第一热点与其信号覆盖区域的第二热点，生成用户端的第一位置交叠区域；
依次类推，若第N-1热点的信号覆盖区域内有第N热点，且第N热点搜索到用户端时，第N-1热点与其信号覆盖区域的第N热点，生成用户端的第N-1交叠区域；若第N-1热点的信号覆盖区域内所有第N热点均搜索不到用户端时，计算出所述第一交叠区域至第N-1交叠区域的共同交叠区域得到所对应的用户端位置信息，其中N≥3。
优选地，所述第一热点与其信号覆盖区域的第二热点，生成用户端的第一位置交叠区域的步骤包括：
第一热点以所述第一热点为球心，用户端到第一热点的距离为半径生成第一球面函数；
第二热点以所述第二热点为球心，用户端到第二热点的距离为半径生成第二球面函数；
获取所述第一球面函数与所述第二球面函数所对应的球面的交叠区域，将获取到的交叠区域作为用户端的第一位置交叠区域。
优选地，所述计算出所述第一交叠区域至第N-1交叠区域的共同交叠区域得到所对应的用户端位置信息的步骤之后还包括：
保存计算出的用户端位置信息；
根据保存的用户端位置信息生成所述用户端的运动轨迹，保存所述运动轨迹。
优选地，所述保存所述运动轨迹的步骤之后，该方法还包括：
当接收到进入其信号覆盖区域的用户端发送的接入请求的第一热点搜索到其信号覆盖区域的其它热点，且其所有其它热点均未搜索到所述用户端时，第一热点确定该热点与所有其它热点非交叠区域；
所述第一热点根据保存的用户端预设时间内的运动轨迹确定所述用户端的Z轴坐标范围值，并根据用户端当前位置Z轴坐标范围值以及用户端与第一热点之间的直线距离，获取所述用户端与所述第一热点之间的水平距离范围值；
所述第一热点以所述第一热点为圆心，获取到的水平距离范围值为半径在Z=Z1平面内生成圆环形函数，若只存在一个非交叠区域，根据该圆环形函数与非交叠区域在Z=Z1平面内投影区域的交集确定用户端XY运动轨迹；
根据Z轴坐标范围值以及用户端XY运动轨迹确定所述用户端的位置信息。
优选地，所述第一热点以所述第一热点为圆心获取到的水平距离范围值为半径在Z=Z1平面内生成圆环形函数的步骤之后还包括：
若存在多个非交叠区域，则将距离上次保存的历史轨迹最近的非交叠区域在Z=Z1平面内投影区域与生成圆环形函数的交集作为用户端XY运动轨迹。
本发明还提出一种利用无线热点进行室内定位的系统，包括用户端和多个热点，其中每个热点包括：
搜索模块，用于在接收到进入其信号覆盖区域的用户端发送的接入请求时，搜索其信号覆盖区域的其它热点；
生成模块，用于当搜索到其信号覆盖区域的其它热点且该其它热点也搜索到用户端时，与该其它热点生成用户端的位置交叠区域；
计算模块，用于当搜索到的信号覆盖区域的所有其它热点都无法搜索到用户端且生成模块至少生成一位置交叠区域时，则计算生成的多个位置交叠区域的共同交叠区域得到所对应的位置信息。
优选地，所述生成模块包括：
生成单元，用于以所述搜索模块所处热点为球心，用户端到所述搜索模块所处热点的距离为半径生成当前热点球面函数；
获取单元，用于获取所述搜索模块所处热点的信号覆盖范围内的其它热点所生成的临近热点球面函数，并与所述当前热点球面函数生成所述对应的球面的交叠区域，将获取到的交叠区域作为用户端的位置交叠区域。
优选地，还包括存储模块，用于保存获取到的位置信息；所述生成模块还用于根据保存的用户端位置信息生成所述用户端的运动轨迹；所述存储模块还用于保存所述用户端的运动轨迹。
优选地，所述生成模块还用于当只有搜索模块所处热点能搜索到用户端且搜索模块所处热点中生成模块没有生成位置交叠区域，确定搜索模块所处热点与所有该热点信号覆盖区域内其它热点的非交叠区域；还包括获取模块，用于根据存储模块中保存的用户端预设时间内的运动轨迹确定所述用户端当前位置的Z轴坐标范围值，并根据用户端当前位置Z轴坐标范围值以及用户端与所述当前热点之间的直线距离，获取所述用户端与所述当前热点之间的水平距离范围值；所述计算模块还用于以所述当前热点为圆心获取到的水平距离范围值为半径在Z=Z1平面内生成圆环形函数，若只存在一个非交叠区域，该圆环形函数与非交叠区域在Z=Z1平面内投影区域的交集确定用户端XY运动轨迹；根据Z轴坐标范围值以及用户端XY运动轨迹确定所述用户端的位置信息。
优选地，所述计算模块还用于若存在多个非交叠区域，则将距离上次保存的历史轨迹最近的非交叠区域在Z=Z1平面内投影区域与生成的圆环形函数的交集作为用户端XY运动轨迹。
本发明提出的利用无线热点进行室内定位的方法和装置，该方法在用户不动时，通过提供用户端进入请求的热点搜索其它相邻热点，通过相邻的热点生成多个用户端所在的交叠区域，然后将多个交叠区域再进行交叠获取到了多个交叠区域共同的交叠区域，根据获取到的共同的交叠区域来计算用户端的位置信息，从而防止用户不移动时，仍能对用户端的定位更加准确。
附图说明
图1为本发明利用无线热点进行室内定位方法第一实施例的流程示意图；
图2为图1中第一热点与第二热点生成用户端的第一位置交叠区域的具体流程示意图；
图3为本发明利用无线热点进行室内定位方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明利用无线热点进行室内定位方法第三实施例的流程示意图；
图5为本发明利用无线热点进行室内定位方法第四实施例的流程示意图；
图6为本发明利用无线热点进行室内定位方法第五实施例的流程示意图；
图7为本发明球面模型交叠示意图；
图8为本发明计算热点与用户端之间的横向距离的示意图；
图9为本发明根据盲区确定用户端位置的第一实施例的示意图；
图10为本发明根据盲区确定用户端位置的第二实施例的示意图；
图11为本发明利用无线热点进行室内定位的系统中热点的第一实施例的结构示意图；
图12为图11中生成模块的结构示意图；
图13为本发明利用无线热点进行室内定位的系统中热点的第二实施例的结构示意图；
图14为本发明利用无线热点进行室内定位的系统中热点的第三实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1和图2，图1为本发明利用无线热点进行室内定位方法第一实施例的流程示意图，图2为图1中第一热点与第二热点生成用户端的第一位置交叠区域的具体流程示意图。
本实施例提出利用无线热点进行室内定位方法，包括：
步骤S10，第一热点接收到进入其信号覆盖区域内用户端发送的接入请求时，搜索其信号覆盖区域的第二热点；
步骤S20，当第一热点搜索到其信号覆盖区域的第二热点时，若第二热点搜索到用户端，则第一热点与其信号覆盖区域的第二热点，生成用户端的第一位置交叠区域；
若第一热点信号覆盖区域内所有第二热点都无法搜索到用户端时，即只有第一热点能搜索到用户端，则用户端已经进入盲区，则按照图4中盲区计算方法进行计算。
其中，步骤S20具体包括：
步骤S21，第一热点以所述第一热点为球心，用户端到第一热点的距离为半径生成第一球面函数；
第一热点在接收到其信号覆盖区域的用户端发送的连接请求时，建立第一热点与用户端之间的连接，在用户发送的互联网请求中嵌入时间信号，根据用户发送的互联网请求到达第一热点的时间计算用户端至第一热点的距离，第一热点到用户端之间的距离的获取方法，并不限定于通过信号传输时间来计算，也可根据用户端获取到的无线信号的强弱来确定用户端到第一热点的距离。
在室内建立一个室内坐标系，该室内的每个热点均相对于该坐标系有一个坐标值，由于第一热点获取到用户端到第一热点之间的距离为一个数值而并非向量，则以第一热点为球心，用户端到第一热点的距离为半径生成球面函数，该球面函数的球心坐标为第一热点的坐标值，用户端所处的位置在该球面函数所对应的球面表面上。
步骤S22，第二热点以所述第二热点为球心，用户端到第二热点的距离为半径生成第二球面函数；
第一热点在其信号覆盖范围内搜索第二热点，在搜索时，通过接收用户接入请求的热点作为第一热点（当前热点），然后第一热点搜索第一热点的覆盖范围内的所有热点并选取一热点作为搜索热点，如该搜索热点能搜索到用户端则将其确定为第二热点，第二热点通过第一热点建立与用户端的通信连接，第一热点为用户端提供接入服务，第二热点为用户端提供互联网服务，第一热点接收用户端的网络请求并将该网络请求发送给第二热点，第二热点在接收到该网络请求后，处理该网络请求并将网络请求经第一热点发送给用户端，在第二热点在回复用户端的网络请求的同时，在其信号覆盖范围内搜索用户端，当搜索到用户端时，第二热点直接与用户端建立通信连接。在第二热点与用户端建立通信连接后，获取用户端到第二热点之间的距离，用户端到第二热点之间的距离的获取方法与用户端到第一热点之间的距离的获取方法相同，在此不再赘述。第二球面函数的生成方法与S21中第一球面函数的获取方法相同，在此不再赘述。
在第二热点在通过第一热点为用户端提供网络服务的同时，将用户端的无线网络提供端直接切换为第二热点，避免用户在没有移动的时候使用同一个热点进行接入而带来的定位不精确的问题。
步骤S23，获取所述第一球面函数与所述第二球面函数所对应的球面的交叠区域，将获取到的交叠区域作为用户端的第一位置交叠区域。
第一球面函数与第二球面函数所对应的球面会产生一个交叠区域，当第二热点为一个时，第一球面函数和第二球面函数所对应的球面的交叠区域为环形。例如，如图6所示，第一球面函数所对应的球面为A，第一球面函数所对应的球面为B，第一球面函数与第二球面函数所对应的球面的交叠区域为圆弧R所在的圆环。
进一步地，为了更加精确地确定用户位置范围，可在所有热点设备生成球面函数时，在用户端与热点之间的距离与热点预先设定的误差范围作为半径范围生成一中空球面函数，则最终确定的交集部分为环体。
由于现在所有的设备在计算数据获取的时候，均会带有一定的误差（具体的数据需要根据实际情况计算获得，该数值对于一个固定的系统，是一个预设定值）。
图6为没有加入误差时两个热点产生的球面的平面切图，热点A和热点B获取得到的用户可能存在的位置是在两个球面上，那么在这种数学模型下，交集部分可用环形来描述；但实际由于误差的存在，空心球面应该如图7所示，热点A和热点B所对应的空心球面的交集的平面切图为图中阴影区域所在的环体，并且从正面看的话是一个环状，实际的交集部分就是一个切面为曲线矩形的一个环体。
热点设备可以根据需求选择的，使用/不使用误差进行交叠区域的计算。
步骤S30，依次类推，若第N-1热点的信号覆盖区域内有第N热点，且第N热点搜索到用户端时，第N-1热点与其信号覆盖区域的第N热点，生成用户端的第N-1交叠区域；若第N-1热点的信号覆盖区域内所有第N热点均搜索不到用户端时，计算出所述第一交叠区域至第N-1交叠区域的共同交叠区域得到所对应的用户端位置信息，其中N≥3。
在步骤S30中还包括，若第N-1热点的信号覆盖区域内一第N热点搜索不到用户端时，切换到第N-1热点的信号覆盖区域内另一第N热点进行搜索。
例如，在第二热点搜索到第三热点且第三热点搜索到用户端时，第三热点继续搜索其信号覆盖范围内的第四热点，若第三热点信号覆盖范围内所有第四热点搜索不到用户端时，则确定第一位置交叠区域和第二位置交叠区域的共同交叠区域，计算该共同交叠区域的位置信息；若第四热点搜索到用户端时，则第四热点与第三热点继续生成第三交叠区域，直至第N-1热点信号覆盖范围内所有第N热点都搜索不到用户端时，计算出多个位置交叠区域之间的共同交叠区域。在第N-1热点搜索到第N热点时，选出一个第N热点作为搜索热点进行搜索，若该第N热点搜索到用户端时，生成第N-1交叠区域，若该第N热点搜索不到用户端时，则将第N-1热点的信号覆盖区域内其它第N热点作为搜索热点进行搜索，直至其它所有第N热点均搜索不到用户端时，则停止搜索，计算出所述第一交叠区域至第N-1交叠区域的共同交叠区域所对应的用户端位置信息。
本实施例提出的利用无线热点进行室内定位方法，在用户不动时，通过提供用户端进入请求的热点搜索其它相邻热点，通过相邻的热点生成多个用户端所在的交叠区域，然后将多个交叠区域再进行交叠获取到了多个交叠区域共同的交叠区域，根据获取到的共同的交叠区域来计算用户端的位置信息，从而防止用户不移动时，仍能对用户端的定位更加准确。
参照图3，图3为本发明利用无线热点进行室内定位方法第二实施例的流程示意图。
基于第一实施例提出本发明利用无线热点进行室内定位方法第二实施例，在本实施例中步骤S30之后还包括：
步骤S40，保存计算出的用户端位置信息；
步骤S50，根据保存的用户端位置信息生成所述用户端的运动轨迹，保存所述运动轨迹。
在室内可配置一个给所有热点提供统一的互联网接入功能，并设置大型的数据库，用来存储计算得到的用户端的位置信息的存储服务器，用户端的位置信息也可保存在热点内，该位置信息包括多个坐标或者坐标值范围、用户端的身份信息以及该位置信息的保存时间及/或保存的顺序，根据保存的多个用户端的位置信息以及用户端的保存时间及/或保存的顺序生成用户的运动轨迹，该运动轨迹标识用户的移动状态。
参照图4，图4为本发明利用无线热点进行室内定位方法第三实施例的流程示意图。
基于第二实施例提出本发明利用无线热点进行室内定位方法的第三实施例，在本实施例中步骤S50之后还包括：
步骤S60，当接收到进入其信号覆盖区域的用户端发送的接入请求的第一热点搜索到其信号覆盖区域的其它热点，且其所有其它热点均未搜索到所述用户端时，第一热点确定该热点与所有其它热点非交叠区域；
步骤S70，所述第一热点根据保存的用户端预设时间内的运动轨迹确定所述用户端的Z轴坐标范围值，并根据用户端当前位置Z轴坐标范围值以及用户端与第一热点之间的直线距离，获取所述用户端与所述第一热点之间的水平距离范围值；
步骤S80，所述第一热点以所述第一热点为圆心，获取到的水平距离范围值为半径在Z=Z1平面内生成圆环形函数；
步骤S90，判断是否只存在一个非交叠区域；
步骤S100，若只存在一个非交叠区域，根据该圆环形函数与非交叠区域在Z=Z1平面内投影区域的交集确定用户端XY运动轨迹；
步骤S110，根据Z轴坐标范围值以及用户端XY运动轨迹确定所述用户端的位置信息。
当只有当前热点【即接收到进入其信号覆盖区域的用户端发送的接入请求的热点】—第一热点能搜索到用户端，而该当前热点的多个其它热点均未搜索到用户端时，则说明该用户端仅位于第一热点的信号覆盖区域，无法通过多个热点的球面函数所对应的球面的交叠区域对用户进行定位，则需要通过在存储服务器或热点中保存的用户的上次运动轨迹来对用户进行定位，通过保存的用户端的上次运动轨迹来对用户进行定位的具体流程如下：
如图8示，设置第一热点为C，该热点C到用户端X的距离为R1，根据保存的用户端的运动轨迹获取到的用户端的Z轴坐标范围值[ZA,ZB],热点C的Z轴坐标值为ZC，则用户端Z轴变化值即Z轴坐标范围值与ZC的差值得到ZE和ZE,根据ZE和ZF与R1可计算得到用户端X与热点C之间的横向距离范围值KA和KB，以热点C为圆心，分别以横向距离范围值KA和KB为半径在Z=Z1平面内生成一个圆环形函数，若第一热点的所有其它热点的非交叠区域（该非交叠区域具体是通过以下步骤确定：分别以第一热点坐标以及第一热点所有其它热点的坐标为球心生成球面函数，确定该球面函数的交叠区域，第一热点生成的球面函数上除去该交叠区域以外的部分为非交叠区域即盲区）只存在一个，则将非交叠区域在Z=Z1平面的投影区域与该圆环形函数交集确定为用户端XY运动轨迹，可根据用户端的Z轴坐标范围值[ZA,ZB]以及用户端XY运动轨迹确定用户端位置信息。
根据保存的用户的运动轨迹获取到的用户端的Z轴坐标范围值ZX为一个坐标值范围值，用户在运动过程中，手持用户端的高度发生变化，则用户端的Z轴坐标值ZX也会跟着变化，则得到的用户端X到热点C之间的水平距离K为一个范围值，且由于用户端X至热点C的直线距离R为一个范围值，则根据R生成的球面函数为中空的球体函数，则用户端X所处的位置区域为一个环形的带状区域。
当用户端处于只有一个热点覆盖的区域时，无法通过交叠区域来确定用户端所处的位置（即用户端处于盲区时），则可通过本实施例提出的定位方法来确定用户所处的位置，消除盲区效应。第一热点在搜索到其它热点时，其它热点的信号不能覆盖用户端，用户端仅能通过第一热点进行定位，但由于只通过一个热点进行定位时，位置区域为球面，定位不准确，通过盲区定位的方法，使得对用户端的定位更加准确。
参照图5，图5为本发明利用无线热点进行室内定位方法第四实施例的流程示意图。
基于第三实施例，提出本发明利用无线热点进行室内定位方法第四实施例，在本实施例中，步骤S90之后还包括：
步骤S120，若存在多个非交叠区域，则将距离上次保存的历史轨迹最近的非交叠区域在Z=Z1平面内投影区域内与生成圆环形函数的交集作为用户端XY运动轨迹；
步骤S110，根据Z轴坐标范围值以及用户端XY运动轨迹确定所述用户端的位置信息。
如存在多个非交叠区域，则将距离上次保存的历史轨迹最近的非交叠区域在Z=Z1平面内投影区域内与生成圆环形函数的交集作为用户端XY运动轨迹。具体实现过程如下：
由于一个热点的覆盖区域可能存在一个以上的“盲区”（盲区即当前热点与其所有其它热点的非交叠区域），在计算得到最后的水平距离范围值K以后，可能会存在多个盲区的情况，如图9和图10所示以两个盲区为例进行说明，其中图9和图10中的阴影区域为盲区：
如图9所示，当以计算得到的距离K为半径画圆后，与下面阴影盲区范围交集得到弧线B，由于仅存在一个弧线结果，故不需要进行就近剔除判断；如图10所示，当以计算得到的距离K为半径画圆后，与上下两个阴影所示盲区范围交集得到两个B1和B2弧线，那么查看该用户端的历史移动轨迹，若运动轨迹落入B1弧线所在的盲区。使用就近判断，可以剔除掉弧线B2的轨迹范围，那么此时用户的盲区可能移动信息就是弧线B1。本实施例中用户端XY运动轨迹即为两端圆弧。
参照图11和图12，图11为本发明利用无线热点进行室内定位的系统中热点的第一实施例的结构示意图，图12为图11中生成模块的结构示意图。
本实施例提出的利用无线热点进行室内定位的系统，该系统包括用户端以及多个热点，用户端是指用户通过使用在一热点信号覆盖范围内发送接入请求的移动终端，其中每个热点包括：
搜索模块10，用于在接收到进入其信号覆盖区域的用户端发送的接入请求时，搜索其信号覆盖区域的其它热点；
生成模块20，用于当搜索到其信号覆盖区域的其它热点且该其它热点也能搜索到用户端时，与该其它热点生成用户端的位置交叠区域；
其中，生成模块20具体包括：
生成单元21，用于以所述搜索模块所处热点为球心，用户端到所述搜索模块所处热点的距离为半径生成当前热点球面函数
获取单元22，用于获取所述搜索模块所处热点的信号覆盖范围内的其它热点所生成的临近热点球面函数，并与所述当前热点球面函数生成所述对应的球面的交叠区域，将获取到的交叠区域作为用户端的位置交叠区域。
对于第一热点来说，当前热点球面函数即指第一球面函数，若第一热点的信号覆盖范围内的第二热点能搜索到用户端，则临近球面函数即第二球面函数。以第一热点和第二热点为例进行说明，第一球面函数、第二球面函数以及第一球面函数与第二球面函数的的交叠区域的生成原理如下：
第一热点在接收到其信号覆盖区域的用户端发送的连接请求时，建立第一热点与用户端之间的连接，在用户发送的互联网请求中嵌入时间信号，根据用户发送的互联网请求到达第一热点的时间计算用户端至第一热点的距离，第一热点到用户端之间的距离的获取方法，并不限定于通过信号传输时间来计算，也可根据用户端获取到的无线信号的强弱来确定用户端到第一热点的距离。
在室内建立一个室内坐标系，该室内的每个热点均相对于该坐标系有一个坐标值，由于第一热点获取到用户端到第一热点之间的距离为一个数值而并非向量，则以第一热点为球心，用户端到第一热点的距离为半径生成球面函数，该球面函数的球心坐标为第一热点的坐标值，用户端所处的位置在该球面函数所对应的球面表面上。
第一热点在其信号覆盖范围内搜索第二热点，在搜索时，通过接收用户接入请求的热点作为第一热点（当前热点），然后第一热点搜索第一热点的覆盖范围内的所有热点并选取一热点作为搜索热点，如该搜索热点能搜索到用户端则将其确定为第二热点，第二热点通过第一热点建立与用户端的通信连接，第一热点为用户端提供接入服务，第二热点为用户端提供互联网服务，第一热点接收用户端的网络请求并将该网络请求发送给第二热点，第二热点在接收到该网络请求后，处理该网络请求并将网络请求经第一热点发送给用户端，在第二热点在回复用户端的网络请求的同时，在其信号覆盖范围内搜索用户端，当搜索到用户端时，第二热点直接与用户端建立通信连接。在第二热点与用户端建立通信连接后，获取用户端到第二热点之间的距离，用户端到第二热点之间的距离的获取方法与用户端到第一热点之间的距离的获取方法相同，在此不再赘述。第二球面函数的生成方法与第一球面函数的获取方法相同，在此不再赘述。
在第二热点在通过第一热点为用户端提供网络服务的同时，将用户端的无线网络提供端直接切换为第二热点，避免用户在没有移动的时候使用同一个热点进行接入而带来的定位不精确的问题。
第一球面函数与第二球面函数所对应的球面会产生一个交叠区域，当第二热点为一个时，第一球面函数和第二球面函数所对应的球面的交叠区域为环形。例如，如图6所示，第一球面函数所对应的球面为A，第一球面函数所对应的球面为B，第一球面函数与第二球面函数所对应的球面的交叠区域为圆弧R所在的圆环。
进一步地，为了更加精确地确定用户位置范围，可在所有热点设备生成球面函数时，在用户端与热点之间的距离与热点预先设定的误差范围作为半径范围生成一中空球面函数，则最终确定的交集部分为环体。由于现在所有的设备在计算数据获取的时候，均会带有一定的误差（具体的数据需要根据实际情况计算获得，该数值对于一个固定的系统，是一个预设定值）。
图6为没有加入误差时两个热点产生的球面的平面切图，热点A和热点B获取得到的用户可能存在的位置是在两个球面上，那么在这种数学模型下，交集部分可用环形来描述；但实际由于误差的存在，空心球面应该如图7所示，热点A和热点B所对应的空心球面的交集的平面切图为图中阴影区域所在的环体，并且从正面看的话是一个环状，实际的交集部分就是一个切面为曲线矩形的一个环体。热点设备可以根据需求选择的，使用/不使用误差进行交叠区域的计算
计算模块30，用于当搜索到的信号覆盖区域的所有其它热点都无法搜索到用户端且生成模块20至少生成一位置交叠区域时，则计算生成的多个位置交叠区域的共同交叠区域得到所对应的位置信息。进一步地，该计算模块30还用于当该计算模块对应的生成模块中生成用户端的位置交叠区域最多，计算生成的多个位置交叠区域的共同交叠区域得到所对应的位置信息。
该搜索模块10、生成模块20、计算模块30运行于每个热点上，这里以该系统具有N（N≥3）个热点为例进行说明，第一热点搜索其信号覆盖区域的第二热点，并在第二热点搜索到用户端时，生成第一球面函数和第二球面函数， 第二热点在生成球面函数时，可在其信号覆盖范围内搜索第三热点，若搜索到第三热点时，通知第三热点建立与用户的的通信连接，此时第三热点搜索用户端，在搜索到用户端时，第三热点与用户端建立通信连接，获取用户端到第三热点的距离，并生成第三球面函数，第二球面函数与第三球面函数所对应的球面产生交叠，生成用户端的第二位置交叠区域。由于第二热点可能有多个，则若多个第二热点搜索到不同的第三热点，则可生成多个第二位置交叠区域。
例如，在第二热点搜索到第三热点且第三热点搜索到用户端时，第三热点继续搜索其信号覆盖范围内的第四热点，若第三热点信号覆盖范围内所有第四热点搜索不到用户端时，则确定第一位置交叠区域和第二位置交叠区域的共同交叠区域，计算该共同交叠区域的位置信息；若第四热点搜索到用户端时，则第四热点与第三热点继续生成第三交叠区域，直至第N-1热点信号覆盖范围内所有第N热点都搜索不到用户端时，计算出多个位置交叠区域之间的共同交叠区域。在第N-1热点搜索到第N热点时，选出一个第N热点作为搜索热点进行搜索，若该第N热点搜索到用户端时，生成第N-1交叠区域，若该第N热点搜索不到用户端时，则将第N-1热点的信号覆盖区域内其它第N热点作为搜索热点进行搜索，直至其它第N热点均搜索不到用户端时，则停止搜索，计算出所述第一交叠区域至第N-1交叠区域的共同交叠区域所对应的用户端位置信息。
本实施例提出的利用无线热点进行室内定位系统，在用户不动时，通过提供用户端进入请求的热点搜索其它相邻热点，通过相邻的热点生成多个用户端所在的交叠区域，然后将多个交叠区域再进行交叠获取到了多个交叠区域共同的交叠区域，根据获取到的共同的交叠区域来计算用户端的位置信息，从而防止用户不移动时，仍能对用户端的定位更加准确。
参照图13，图13为本发明利用无线热点进行室内定位的系统中热点的第二实施例的结构示意图。
基于第一实施例，提出本发明利用无线热点进行室内定位的系统第二实施例，在本实施例中还包括：
存储模块40，用于保存获取到的位置信息；所述生成模块20还用于根据保存的用户端位置信息生成所述用户端的运动轨迹；所述存储模块40还用于保存所述用户端的运动轨迹。
在室内可配置一个给所有热点提供统一的互联网接入功能，设置大型的数据库，用来存储计算得到的用户端的位置信息，该位置信息包括多个坐标或者坐标值范围、用户端的省份信息以及该位置信息的保存时间及/或保存的顺序，根据保存的多个用户端的位置信息以及用户端的保存时间及/或保存的顺序生成用户的运动轨迹，该运动轨迹标识用户的移动状态。
参照图14，图14为本发明利用无线热点进行室内定位的系统中热点的第三实施例的结构示意图。
基于第二实施例，提出本发明利用无线热点进行室内定位的系统第三实施例，在本实施例中：
所述生成模块20还用于当只有搜索模块10所处热点能搜索到用户端且搜索模块10所处热点中生成模块20没有生成位置交叠区域，确定搜索模块10所处热点与所有该热点信号覆盖区域内其它热点的非交叠区域；还包括获取模块50，用于根据存储模块40中保存的用户端预设时间内的运动轨迹确定所述用户端当前位置的Z轴坐标范围值，并根据用户端当前位置Z轴坐标范围值以及用户端与所述当前热点之间的直线距离，获取所述用户端与所述当前热点之间的水平距离范围值；所述计算模块30还用于以所述当前热点为圆心获取到的水平距离范围值为半径在Z=Z1平面内生成圆环形函数，若只存在一个非交叠区域，该圆环形函数与非交叠区域在Z=Z1平面内投影区域的交集确定用户端XY运动轨迹，根据Z轴坐标范围值以及用户端XY运动轨迹确定所述用户端的位置信息。
在本实施例中，当前热点为搜索模块所处的热点，以第一个热点作为当前热点进行说明：
当只有当前热点—第一热点能搜索到用户端，而该当前热点的多个其它热点均未搜索到用户端时，则说明该用户端仅位于第一热点的信号覆盖区域，无法通过多个热点的球面函数所对应的球面的交叠区域对用户进行定位，则需要通过在存储服务器中保存的用户上次的运动轨迹来对用户进行定位，通过用户上次的运动轨迹来对用户进行定位的具体流程如下：
如图8示，设置第一热点为C，该热点C到用户端X的距离为R1，根据保存的用户端的运动轨迹获取到的用户端的Z轴坐标范围值[ZA,ZB],热点C的Z轴坐标值为ZC，则用户端Z轴变化值即Z轴坐标范围值与ZC的差值得到RA和RB,根据RA和RB与ZC可计算得到用户端X与热点C之间的横向距离范围值KA和KB，以热点C为圆心，分别以横向距离范围值KA和KB为半径在Z=Z1平面内生成一个圆环形函数，若第一热点的所有其它热点的非交叠区域（该非交叠区域具体是通过以下步骤确定：分别以第一热点坐标以及第一热点所有其它热点的坐标为球心生成球面函数，确定该球面函数的交叠区域，第一热点生成的球面函数上除去该交叠区域以外的部分为非交叠区域即盲区）只存在一个，则将非交叠区域在Z=Z1平面的投影区域与该圆环形函数交集确定为用户端XY运动轨迹，可根据用户端的Z轴坐标范围值[ZA,ZB]以及用户端XY运动轨迹确定用户端位置信息。
根据保存的用户的运动轨迹获取到的用户端的Z轴坐标值ZX为一个坐标值范围，用户在运动过程中，手持用户端的高度发生变化，则用户端的Z轴坐标值ZX也会跟着变化，则得到的用户端X到热点C之间的水平距离K为一个范围值，且由于用户端X至热点C的直线距离R1为一个范围值，则根据R1生成的球面函数为中空的球体函数，则用户端X所处的位置区域为一个环形的带状区域。
当用户端处于只有一个热点覆盖的区域时，无法通过交叠区域来确定用户端所处的位置，则可通过本实施例提出的定位方法来确定用户所处的位置，消除盲区效应。当前热点在搜索到其它热点时，其它热点的信号不能覆盖用户端，用户端仅能通过当前热点进行定位，但由于只通过一个热点进行定位时，位置区域为球面，定位不准确，通过盲区定位的方法，使得对用户端的定位更加准确。
在上述实施例中，所述计算模块30还用于若存在多个非交叠区域，则将距离上次保存的历史轨迹最近的非交叠区域在Z=Z1平面内投影区域与生成的圆环形函数的交集作为用户端XY运动轨迹。
如存在多个非交叠区域，则将距离上次保存的历史轨迹最近的非交叠区域在Z=Z1平面内投影区域内与生成圆环形函数的交集作为用户端XY运动轨迹。具体实现过程如下：
由于一个热点的覆盖区域可能存在一个以上的“盲区”（盲区即当前热点与其所有其它热点的非交叠区域），在计算得到最后的水平距离范围值K以后，可能会存在多个盲区的情况，如图9和图10所示以两个盲区为例进行说明，其中图9和图10中的阴影区域为盲区：
如图9所示，当以计算得到的距离K为半径画圆后，与下面阴影盲区范围交集得到弧线B，由于仅存在一个弧线结果，故不需要进行就近剔除判断；如图10所示，当以计算得到的距离K为半径画圆后，与上下两个阴影所示盲区范围交集得到两个B1和B2弧线，那么查看该用户端的历史移动轨迹，若运动轨迹落入B1弧线所在的盲区。使用就近判断，可以剔除掉弧线B2的轨迹范围，那么此时用户的盲区可能移动信息就是弧线B1。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用无线热点进行室内定位方法，其特征在于，包括：
第一热点在接收到进入其信号覆盖区域的用户端发送的接入请求时，建立第一热点与用户端之间的连接，并搜索其信号覆盖区域的第二热点，当第一热点搜索到其信号覆盖区域的第二热点时，若第二热点搜索到用户端，第二热点通过第一热点建立与用户端的通信连接，第一热点与其信号覆盖区域的第二热点接收到用户端发送的网络请求时，生成用户端的第一位置交叠区域；
依次类推，若第N-1热点的信号覆盖区域内有第N热点，且第N热点搜索到用户端时，第N热点通过第N-1热点建立与用户端的通信连接，第N-1热点与其信号覆盖区域的第N热点接收到用户端发送的网络请求时，生成用户端的第N-1位置交叠区域；若第N-1热点的信号覆盖区域内所有第N热点均搜索不到用户端时，计算出所述第一位置交叠区域至第N-2位置交叠区域的共同交叠区域得到所对应的用户端位置信息，其中N≥3。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一热点与其信号覆盖区域的第二热点，生成用户端的第一位置交叠区域的步骤包括：
第一热点以所述第一热点为球心，用户端到第一热点的距离为半径生成第一球面函数；
第二热点以所述第二热点为球心，用户端到第二热点的距离为半径生成第二球面函数；
获取所述第一球面函数与所述第二球面函数所对应的球面的交叠区域，将获取到的交叠区域作为用户端的第一位置交叠区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算出所述第一位置交叠区域至第N-1位置交叠区域的共同交叠区域得到所对应的用户端位置信息的步骤之后还包括：
保存计算出的用户端位置信息；
根据保存的用户端位置信息生成所述用户端的运动轨迹，保存所述运动轨迹。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述保存所述运动轨迹的步骤之后，该方法还包括：
当接收到进入其信号覆盖区域的用户端发送的接入请求的第一热点搜索到其信号覆盖区域的其它热点，且其所有其它热点均未搜索到所述用户端时，第一热点确定该热点与所有其它热点非交叠区域；
所述第一热点根据保存的用户端预设时间内的运动轨迹确定所述用户端的Z轴坐标范围值，并根据用户端当前位置Z轴坐标范围值以及用户端与第一热点之间的直线距离，获取所述用户端与所述第一热点之间的水平距离范围值；
所述第一热点以所述第一热点为圆心，获取到的水平距离范围值为半径在Z＝Z1平面内生成圆环形函数，若只存在一个非交叠区域，根据该圆环形函数与非交叠区域在Z＝Z1平面内投影区域的交集确定用户端XY运动轨迹；
根据Z轴坐标范围值以及用户端XY运动轨迹确定所述用户端的位置信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一热点以所述第一热点为圆心获取到的水平距离范围值为半径在Z＝Z1平面内生成圆环形函数的步骤之后还包括：
若存在多个非交叠区域，则将距离上次保存的历史轨迹最近的非交叠区域在Z＝Z1平面内投影区域与生成圆环形函数的交集作为用户端XY运动轨迹。
6.一种利用无线热点进行室内定位的系统，其特征在于，包括用户端和多个热点，其中每个热点包括：
搜索模块，用于在接收到进入其信号覆盖区域的用户端发送的接入请求时，搜索其信号覆盖区域的其它热点；
生成模块，用于当搜索到其信号覆盖区域的其它热点且该其它热点也搜索到用户端时，与该其它热点生成用户端的位置交叠区域；
计算模块，用于当搜索到的信号覆盖区域的所有其它热点都无法搜索到用户端且生成模块至少生成一位置交叠区域时，则计算生成的多个位置交叠区域的共同交叠区域得到所对应的位置信息。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述生成模块包括：
生成单元，用于以所述搜索模块所处热点为球心，用户端到所述搜索模块所处热点的距离为半径生成当前热点球面函数；
获取单元，用于获取所述搜索模块所处热点的信号覆盖范围内的其它热点所生成的临近热点球面函数，并与所述当前热点球面函数生成所述对应的球面的交叠区域，将获取到的交叠区域作为用户端的位置交叠区域。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括存储模块，用于保存获取到的位置信息；所述生成模块还用于根据保存的用户端位置信息生成所述用户端的运动轨迹；所述存储模块还用于保存所述用户端的运动轨迹。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述生成模块还用于当只有搜索模块所处热点能搜索到用户端且搜索模块所处热点中生成模块没有生成位置交叠区域，确定搜索模块所处热点与所有该热点信号覆盖区域内其它热点的非交叠区域；还包括获取模块，用于根据存储模块中保存的用户端预设时间内的运动轨迹确定所述用户端当前位置的Z轴坐标范围值，并根据用户端当前位置Z轴坐标范围值以及用户端与所述当前热点之间的直线距离，获取所述用户端与所述当前热点之间的水平距离范围值；所述计算模块还用于以所述当前热点为圆心获取到的水平距离范围值为半径在Z＝Z1平面内生成圆环形函数，若只存在一个非交叠区域，该圆环形函数与非交叠区域在Z＝Z1平面内投影区域的交集确定用户端XY运动轨迹；根据Z轴坐标范围值以及用户端XY运动轨迹确定所述用户端的位置信息。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述计算模块还用于若存在多个非交叠区域，则将距离上次保存的历史轨迹最近的非交叠区域在Z＝Z1平面内投影区域与生成的圆环形函数的交集作为用户端XY运动轨迹。
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