CN104254052A - 一种无线局域网络定位方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线局域网络定位方法、装置及系统。方法包括：获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量；在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹；根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量；根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。本发明的方案在待定位点位置上接收来自不同AP的WIFI指纹，并根据WIFI指纹形成场强向量，之后进一步根据AP原本用于标记位置的场强向量进行对比，确定出待定位点的具体位置，整个方法简单易懂，执行快捷。

Description

一种无线局域网络定位方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，提供一种无线局域网络定位方法、装置及系统。

背景技术

位置信息在各种场合中发挥着重要作用，如车辆导航、矿井井下人员定位、医疗看护对象定位、建筑工地管理等。GPS作为全球最广泛使用的卫星导航定位技术，在许多领域得到了推广应用。然而，其信号却极易受障碍物的干扰和阻断，在密集的城市地带、隧道、室内等环境定位不可靠甚至于失效。因此，必须有其它的定位技术辅助GPS或者单独在无GPS可用的场合下提供定位服务。

随着IEEE802.11技术的成熟，WIFI在世界各地普及，其覆盖面越来越广。虽然WIFI并不是为定位而设计，但接入点（AP）或基站定期发送的信标信号中所含的接收信号强度（RSS）信息为定位移动台提供了可能性，将其应用于定位场合受到了学术界与产业界的极大关注。较之现有定位技术如GPS、蜂窝定位、无迹推算等，WIFI的定位具有如下优势：

（1）可工作于室内、室外等不同场合，为实现无处不在的定位提供了可能性；

（2）仅依赖于现有的WIFI网络，无需对其进行任何改动，使用成本低；

（3）WIFI信号受非视距（NLOS）影响小，即使在有障碍物阻挡的情况下也能使用。

因此，如何基于WIFI技术在室内实现准确定位成为了攻关难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线局域网络定位方法、装置及系统，能够简单快速的实现室内定位。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种无线局域网络定位方法，包括：

获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量；

在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹；

根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量；

根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。

其中，根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置的步骤包括：

分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；

分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量；

将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量，分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量；

根据最大的点积向量确定第一候选点，根据最小距离向量确定第二候选点，根据最小归一化距离向量确定第三候选点；

根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定出待定位点的位置。

其中，分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量的步骤包括：

根据公式 $V_k\·V_j={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n\left(a_i{\·b}_i\right)=a_1{b}_1+a_2{b}_2+{\·\·\·a}_n{b}_n$ 分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；

其中,V_k为定位向量，V_k=x,y|bssid_k1:rssi_k1，…，bssidkn:rssikn；V_j为AP的场强向量，V_j=x,y|bssid_j1:rssi_j1，…，bssid_jn:rssi_jn；rssi为接收的信号强度指示，具体表现为标识数值；bssid为基本服务集标识符；x为地理横坐标，y为地理纵坐标；n为AP的数量；a_i为来自第i个AP的定位向量；b_i为来自第i个AP的参考向量，且i≤n。

其中，分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量的步骤包括：

根据公式D（V_k,V_j）=|rssi_k1-rssi_j1|+…+|rssi_kn-rssi_jn|分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量。

其中，将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量的步骤包括：

根据公式 $V_k^{*}=x,y|{\mathrm{bssid}}_{k1}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{k1}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }},$ …， ${\mathrm{bssid}}_{\mathrm{kn}}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{kn}}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}$ 将所有定位向量进行归一化，得到归一化定位向量；其中，rssi_kmax为最大定位向量值；rssi_kmin为最小定位向量值；

根据公式 $V_j^{*}=x,y|{\mathrm{bssid}}_{j1}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{j1}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }},$ …， ${\mathrm{bssid}}_{\mathrm{kn}}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{jn}}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}$ 将所有参考向量进行归一化，得到归一化参考向量；其中，rssi_jmax为最大参考向量值；rssi_jmin为最小参考向量值。

其中，分别计算每个归一化向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量的步骤包括：

根据公式 $D(V_k,V_j)=|\frac{{\mathrm{rssi}}_{k1}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}-\frac{{\mathrm{rssi}}_{j1}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}|+\·\·\·+|\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{kn}}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}-$ $\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{jn}}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}|$ 分别计算每个归一化向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量。

其中，根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定待定位点的位置的步骤包括：

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点互不相同，则计算三个候选点的几何中心以及各候选点到该几何中心的偏差，并过滤掉偏差最大的候选点，之后将剩余的两个候选点间的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点中有任意两个候选点相同，则将不同的两个候选点的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点为同一个候选点，则将该候选点作为所述待定位点的最终位置。

本发明的实施例还提供一种无线局域网络定位装置，包括：

获取模块，用于获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量；

接收模块，用于在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹；

向量形成模块，用于根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量；

确定模块，用于根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。

其中，所述确定模块包括：

第一计算子模块，用于分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；

第二计算子模块，用于分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量；

第三计算子模块，用于将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量，分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量；

第一确定子模块，用于根据最大的点积向量确定第一候选点，根据最小距离向量确定第二候选点，根据最小归一化距离向量确定第三候选点；

第二确定子模块，用于根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定出待定位点的位置。

其中，所述第二确定子模块具体用于：

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点互不相同，则计算三个候选点的几何中心以及各候选点到该几何中心的偏差，并过滤掉偏差最大的候选点，之后将剩余的两个候选点间的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点中有任意两个候选点相同，则将不同的两个候选点的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点为同一个候选点，则将该候选点作为所述待定位点的最终位置。

本发明的实施例还提供一种无线局域网络定位系统，包括：至少两个接入点AP；数据库，用于保存所述AP用于标记位置的场强向量；其中，所述系统还包括：上述无线局域网络定位装置；其中，所述获取模块具体通过所述数据库获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量。

本发明的上述方案具有如下有益效果：

本发明的方案在待定位点位置上接收来自不同AP的WIFI指纹，并根据WIFI指纹形成场强向量，之后进一步根据AP原本用于标记位置的场强向量进行对比，确定出待定位点的具体位置，整个方法简单易懂，执行快捷。

附图说明

图1为本发明中无线局域网络定位方法的步骤示意图；

图2为本发明中无线局域网络定位方法的具体流程示意图；

图3为本发明中无线局域网络定位装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，一种无线局域网络定位方法，包括：

步骤1，获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量；

步骤2，在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹；

步骤3，根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量；

步骤4，根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。

上述方法在待定位点位置上接收来自不同AP的WIFI指纹，并根据WIFI指纹形成各自的场强向量，之后进一步根据将该场强向量与参考向量进行对比，确定出待定位点的具体位置，整个方法简单易懂，执行快捷。

具体地，在本发明的上述实施例中，步骤4包括：

步骤41，分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；

步骤42，分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量；

步骤43，将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量，分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量；

步骤44，根据最大的点积向量确定第一候选点，根据最小距离向量确定第二候选点，根据最小归一化距离向量确定第三候选点；

步骤45，根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定出待定位点的位置。

上述实施例中的方法首先计算将每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量。由于两个向量之间进行点积的大小与它们之间夹角的余弦成正比，所以点积越大，说明两个向量之间的夹角越小、相似度越高。因此选择最大的点积向量确定出一个优选的待定位点位置，并将该位置作为第一候选点。

此外，考虑到室内每个接入点AP并不能完美覆盖每个角落；同时由于不同定位设备之间传感器灵敏度的不同导致在同一个位置检测到的接入点AP数量也是不同的，所以必然会检测到一些“空值”向量，这些空值将对定位带来一定的干扰，为避免上述问题，可再分别计算出每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量，之后选择最小的距离向量再确定出一个待定位点的优选位置，并将该位置作为第二候选点（由于WIFI信号场强是以接入点AP为中心向外散射，所以距离越小，则说明越准确，）。

进一步地，不同定位设备之间传感器灵敏度不同，不仅导致在同一位置检测到不同数量的接入点AP，同时也导致在同一位置上，不同设备检测到的同一个接入点AP的WIFI指纹信息也是有差异的，因此可采用归一化方法来排除不同设备间的偏差，再得到归一化定位向量以及归一化参考向量后，进一步分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量，并选择最小的归一化距离向量再确定出一个待定位点的优选位置，并将该位置作为第三候选点。

最后权衡第一候选点、第二候选点、第三候选点，确定出待定位点的最终位置。因此，上述实施例的方法定位结果更精确，并适用于不同的定位设备。

具体地，在本发明的上述实施例中，步骤41包括：

根据公式 $V_k\·V_j={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n\left(a_i{\·b}_i\right)=a_1{b}_1+a_2{b}_2+{\·\·\·a}_n{b}_n$ 分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；

其中,V_k为定位向量，V_k=x,y|bssid_k1:rssi_k1，…，bssid_kn:rssi_kn；V_j为AP的场强向量，V_j=x,y|bssid_j1:rssi_j1，…，bssid_jn:rssi_jn；rssi为接收的信号强度指示，具体表现为标识数值；bssid为基本服务集标识符；x为地理横坐标，y为地理纵坐标；n为AP的数量；a_i为来自第i个AP的定位向量；b_i为来自第i个AP的参考向量，且i≤n。

具体地，在本发明的上述实施例中，步骤42包括：

根据公式D（V_k,V_j）=|rssi_k1-rssi_j1|+…+|rssi_kn-rssi_jn|分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量。

具体地，在本发明的上述实施例中，步骤43的将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量包括：

根据公式 $V_k^{*}=x,y|{\mathrm{bssid}}_{k1}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{k1}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }},$ …， ${\mathrm{bssid}}_{\mathrm{kn}}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{kn}}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}$ 将所有定位向量进行归一化，得到归一化定位向量；其中，rssi_kmax为最大定位向量值；rssi_kmin为最小定位向量值；

根据公式 $V_j^{*}=x,y|{\mathrm{bssid}}_{j1}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{j1}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }},$ …， ${\mathrm{bssid}}_{\mathrm{kn}}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{jn}}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}$ 将所有参考向量进行归一化，得到归一化参考向量；其中，rssi_jmax为最大参考向量值；rssi_jmin为最小参考向量值；为归一化参考向量。

具体地，在本发明的上述实施例中，步骤43的分别计算每个归一化向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量包括：

根据公式 $D(V_k,V_j)=|\frac{{\mathrm{rssi}}_{k1}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}-\frac{{\mathrm{rssi}}_{j1}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}|+\·\·\·+|\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{kn}}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}-$ $\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{jn}}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}|$ 分别计算每个归一化向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量（即D（V_k,V_j））。

具体地，在本发明的上述实施例中，步骤45包括：

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点互不相同，则计算三个候选点的几何中心以及各候选点到该几何中心的偏差，并过滤掉偏差最大的候选点，之后将剩余的两个候选点间的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点中有任意两个候选点相同，则将不同的两个候选点的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点为同一个候选点，则将该候选点作为所述待定位点的最终位置。

如图2所示，下面的对上方法进行详细描述：

步骤201，获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量；

需要指出的是，目前的室内定位方法中，都会建立一个数据库用于记录AP在周围无线局域网络的场强信息，这些场强信息（如其中的场强向量）与室内的位置（室内位置以坐标系体现）存在一定关系，作为先验知识，起位置标记作用，其具体是通过采集装置事先进行大量采集工作得到。

步骤202，在待定位点接收来自不同AP的WIFI指纹，根据该指纹形成场强向量，并将其作为定位向量。

可将获取到的指纹形成场强向量，并将其作为定位向量，其中一个优选实现的方法为：将定位向量定义为V_k=x,y|bssid_k1:rssi_k1，…，bssid_kn:rssi_kn；rssi为接收的信号强度指示，具体表现为标识数值；bssid为基本服务集标识符；x为地理横坐标，y为地理纵坐标；

步骤203，分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量，并根据最大的点积向量确定第一候选点；

步骤204，分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量，并根据最小的距离向量确定出第二候选点；

步骤205，将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量，分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量，将最小的归一化距离向量作为第三候选点；

步骤206，计算3个候选点几何中心；

步骤207，计算3个候选点各自距离几何中心的偏差；

步骤208，过滤偏差较大的候选点；

步骤209，对剩余2个候选点求取中心位置作为定位结果；

步骤210，在平面地图上显示定位结果。

综上所述，本实施例的方案采用3种方法对室内的进行定位，之后每种方法选出优选定位结果作为候选点，最终对3种候选点进行权衡，确定出待定位点的具体位置，因此更为准确，受干扰性更强。

此外，如图3所示，本发明的实施例还提供一种无线局域网络定位装置，包括：

获取模块301，用于获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量；

接收模块302，用于在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹；

向量形成模块303，用于根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量；

确定模块304，用于根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。

上述装置在待定位点位置上接收来自不同AP的WIFI指纹，并根据WIFI指纹形成各自的场强向量，之后进一步根据将该场强向量与参考向量进行对比，确定出待定位点的具体位置，整个方法简单易懂，执行快捷。

在本发明的上述实施例中，所述确定模块304包括：

第一计算子模块，用于分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；其中，第一计算子模块具体根据公式 分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；其中，V_k为定位向量，V_k=x,y|bssid_k1:rssi_k1，…，bssid_kn:rssi_kn；V_j为AP的场强向量，V_j=x,y|bssid_j1:rssi_j1，…，bssid_jn:rssi_jn；rssi为接收的信号强度指示，具体表现为标识数值；bssid为基本服务集标识符；x为地理横坐标，y为地理纵坐标；n为AP的数量；a_i为来自第i个AP的定位向量；b_i为来自第i个AP的参考向量，且i≤n。

第二计算子模块，用于分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量；其中，第二计算子模块具体根据公式D（V_k,V_j）=|rssi_k1-rssi_j1|+…+|rssi_kn-rssi_jn|分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量。

第三计算子模块，用于将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量，分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量；其具体是根据公式 $V_k^{*}=x,y|{\mathrm{bssid}}_{k1}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{k1}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }},$ …， ${\mathrm{bssid}}_{\mathrm{kn}}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{kn}}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}$ 将所有定位向量进行归一化，得到归一化定位向量；其中，rssi_kmax为最大定位向量值；rssi_knin为最小定位向量值；

并根据公式 $V_j^{*}=x,y|{\mathrm{bssid}}_{j1}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{j1}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }},$ …， ${\mathrm{bssid}}_{\mathrm{kn}}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{jn}}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}$ 将所有参考向量进行归一化，得到归一化参考向量；其中，rssi_jmax为最大参考向量值；rssi_jmin为最小参考向量值。

在归一化后，第三计算子模块具体根据公式 $D(V_k,V_j)=|\frac{{\mathrm{rssi}}_{k1}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}-$ $\frac{{\mathrm{rssi}}_{j1}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}|+\·\·\·|\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{kn}}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}-\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{jn}}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}|$ 分别计算每个归一化向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量。

第一确定子模块，用于根据最大的点积向量确定第一候选点，根据最小距离向量确定第二候选点，根据最小归一化距离向量确定第三候选点；

第二确定子模块，用于根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定出待定位点的位置。

具体地，在本明的上述实施例中，所述第二确定子模块具体用于：

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点互不相同，则计算三个候选点的几何中心以及各候选点到该几何中心的偏差，并过滤掉偏差最大的候选点，之后将剩余的两个候选点间的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点中有任意两个候选点相同，则将不同的两个候选点的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点为同一个候选点，则将该候选点作为所述待定位点的最终位置。

显然，上述实施例为本发明中无线局域网络定位方法对应的装置实施例，所述无线局域网络定位方法能达到的技术效果，本实施例的装置也同样能够达到。

此外，本发明的实施例还提供一种无线局域网络定位系统，包括：至少一个接入点AP；数据库，用于保存所述AP用于标记位置的场强向量；其中，所述系统还包括：如上所述的无线局域网络定位装置；其中，所述获取模块301具体通过所述数据库获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量。

上述系统应用于室内复杂电磁环境下的定位，其具体原理为：在室内不同位置设置AP，并建立数据库记录附近的WIFI环境（即保存AP用于标记位置的场强向量），在待定位位置上获取来自不同AP的场强向量，将该场强向量作为定位向量，之后通过数据库获取AP用于标记位置的场强向量（即参考向量），之后根据定位向量与参考向量之间的关系，确定出待定位点的具体位置。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种无线局域网络定位方法，其特征在于，包括：

获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量；

在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹；

根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量；

根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。

2.根据权利要求1所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置的步骤包括：

分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；

分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量；

将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量，分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量；

根据最大的点积向量确定第一候选点，根据最小距离向量确定第二候选点，根据最小归一化距离向量确定第三候选点；

根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定出待定位点的位置。

3.根据权利要求2所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量的步骤包括：

根据公式 $V_k\·V_j={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n\left(a_i{\·b}_i\right)=a_1{b}_1+a_2{b}_2+{\·\·\·a}_n{b}_n$ 分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；

其中,V_k为定位向量，V_k=x,y|bssid_k1:rssi_k1，…，bssid_kn:rssi_kn；V_j为AP的场强向量，V_j=x,y|bssid_j1:rssi_j1，…，bssid_jn:rssi_jn；rssi为接收的信号强度指示，具体表现为标识数值；bssid为基本服务集标示符；x为地理横坐标，y为地理纵坐标；n为AP的数量；a_i为来自第i个AP的定位向量；b_i为来自第i个AP的参考向量，且i≤n。

4.根据权利要求2所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量的步骤包括：

根据公式D（V_k,V_j）=|rssi_k1-rssi_j1|+…+|rssi_kn-rssi_jj|分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量。

5.根据权利要求2所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量的步骤包括：

根据公式 $V_j^{*}=x,y|{\mathrm{bssid}}_{k1}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{k1}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }},$ …， ${\mathrm{bssid}}_{\mathrm{kn}}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{kn}}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}$ 将所有定位向量进行归一化，得到归一化定位向量；其中，rssi_kmax为最大定位向量值；rssi_kmin为最小定位向量值；

根据公式 $V_j^{*}=x,y|{\mathrm{bssid}}_{j1}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{j1}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }},$ …， ${\mathrm{bssid}}_{\mathrm{kn}}:\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{jn}}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}$ 将所有参考向量进行归一化，得到归一化参考向量；其中，rssi_jmax为最大参考向量值；rssi_jmin为最小参考向量值。

6.根据权利要求5所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，分别计算每个归一化向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量的步骤包括：

根据公式 $D(V_k,V_j)=|\frac{{\mathrm{rssi}}_{k1}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}-\frac{{\mathrm{rssi}}_{j1}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}|+\·\·\·+|\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{kn}}-{\mathrm{rssi}}_{k\min }}{{\mathrm{rssi}}_{k\max }}-$ $\frac{{\mathrm{rssi}}_{\mathrm{jn}}-{\mathrm{rssi}}_{j\min }}{{\mathrm{rssi}}_{j\max }}|$ 分别计算每个归一化向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量。

7.根据权利要求2所述的无线局域网络定位方法，其特征在于，根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定待定位点的位置的步骤包括：

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点互不相同，则计算三个候选点的几何中心以及各候选点到该几何中心的偏差，并过滤掉偏差最大的候选点，之后将剩余的两个候选点间的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点中有任意两个候选点相同，则将不同的两个候选点的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点为同一个候选点，则将该候选点作为所述待定位点的最终位置。

8.一种无线局域网络定位装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量，并将其作为参考向量；

接收模块，用于在待定位点接收来自不同AP下的WIFI指纹；

向量形成模块，用于根据所述WIFI指纹形成场强向量，并将其作为定位向量；

确定模块，用于根据所述定位向量与参考向量之间的关系确定所述待定位点位置。

9.根据权利要求8所述的无线局域网络定位装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第一计算子模块，用于分别计算每个定位向量与所有参考向量的点积和，得到点积向量；

第二计算子模块，用于分别计算每个定位向量与所有参考向量的距离和，得到距离向量；

第三计算子模块，用于将所有定位向量与所有参考向量进行归一化匹配，得到归一化定位向量以及归一化参考向量，分别计算每个归一化定位向量与所有归一化参考向量的距离和，得到归一化距离向量；

第一确定子模块，用于根据最大的点积向量确定第一候选点，根据最小距离向量确定第二候选点，根据最小归一化距离向量确定第三候选点；

第二确定子模块，用于根据所述第一候选点、第二候选点、第三候选点确定出待定位点的位置。

10.根据权利要求9所述的无线局域网络定位装置，其特征在于，所述第二确定子模块具体用于：

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点互不相同，则计算三个候选点的几何中心以及各候选点到该几何中心的偏差，并过滤掉偏差最大的候选点，之后将剩余的两个候选点间的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点中有任意两个候选点相同，则将不同的两个候选点的中间位置作为所述待定位点的最终位置；

若所述第一候选点、第二候选点、第三候选点为同一个候选点，则将该候选点作为所述待定位点的最终位置。

11.一种无线局域网络定位系统，包括：至少两个接入点AP；数据库，用于保存所述AP用于标记位置的场强向量；其特征在于，所述系统还包括：如权利要求8-10中任一项所述的无线局域网络定位装置；其中，所述获取模块具体通过所述数据库获取周围接入点AP用于标记位置的场强向量。