CN104581931A - 一种定位方法、装置及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位方法、装置及终端，包括：接收待定位终端发送的定位请求，其中，定位请求包括待定位终端周围的无线访问节点AP的RSSI值和MAC地址值；在预先建立的指纹数据库中，查找与待定位终端发送的MAC地址值相同的指纹列表；计算指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度，按照相似度由高到低的顺序选取K个指纹；根据指纹数据库中保存的K个指纹的位置坐标，生成多个外接圆，最小外接圆的圆心坐标就是待定位终端的位置。本发明充分利用现有的移动互联网络和Wi-Fi热点信息，构建指纹数据库，根据用户上报的RSSI值和MAC地址值，通过计算指纹相似度，构建外接圆来进行定位，具有定位精度高、成本低、定位稳定的优点。

Description

一种定位方法、装置及终端

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，特别是涉及一种定位方法、装置及终端。

背景技术

随着LBS（Location Based Service，基于位置的服务）的普及，用户对于所处详细位置的需求越来越高，尽管各种定位系统已经有较高的精准度，但在城市中，由于环境比较复杂，楼宇比较多，楼层的遮挡现象比较严重，阻碍了卫星信号的传播，用户很难在任意时刻获得精确的位置信息，传统的定位系统已不能满足用户的需求，人们迫切需求一种增强室内外定位导航服务的定位技术。

目前的室外定位方法主要有3种方式：

1、传统的基于GPS（Global Positioning System，全球定位系统）的定位方法

GPS定位的优势在于卫星覆盖范围大，定位免费；而在实际的城市环境中，由于GPS信号比较弱，在城市的高楼环境中，无法穿透建筑物，造成GPS定位不准，有时甚至搜不到卫星信号。

2、基于移动网络的定位技术

基于移动网络信令的定位技术已经出现多年，定位原理主要采用Cell-ID、三角测量、TOA（Time Of Arrival，到达时间）、TDOA（Time Difference of Arrival，到达时间差）、AOA（Arrival of Angle，信号到达角法）等方式来估算用户的位置，这几种定位方法目前精度也只能达到百米级，且基于TOA、TDOA或者AOA的方式还需要对基站进行修改，成本较高，目前也未得到大规模应用。

3、基于无线局域网的定位技术

基于无线局域网的定位技术主要包含以下几种方式。一种是具有Wi-Fi功能的移动终端与某个AP（Access Point，无线访问节点）点建立连接，则以该AP点的位置来估算该移动终端的位置，但事先需要知道该AP的位置信息。Google Map（谷歌地图）中的Wi-Fi定位技术即采用此技术，Google通过街景车的方式扫描到AP的信息及其当前的位置信息，此方式成本较高，且侵犯了个人的隐私，Google街景车现已经停止公开采集用户Wi-Fi。第二种是基于RSSI（Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示）的指纹定位技术，这种方式要求事先在定位场景中布置Wi-Fi热点设备，然后对定位场景划分网格测量信号强度，建立RSSI位置指纹数据库，在定位中根据用户的终端接收到的信号强度来估算用户的位置，此种方式的定位精度主要取决于AP点的数量以及定位场景网格的划分，目前主要应用在室内的定位。但在城市的室外领域，由于布置Wi-Fi热点成本的限制，很难在城市中大规模部署Wi-Fi热点，指纹数据库的建立也非常困难，这种方式难以推广。

在移动互联网时代，越来越多的人开始使用带Wi-Fi和卫星导航的智能终端设备，且城市中Wi-Fi热点已经非常普遍，Wi-Fi已经广泛应用在机场、酒店、家庭、商场、店铺等地方，可以说城市的各个角落都遍布着Wi-Fi信息，如何利用海量的Wi-Fi信息来帮助我们更好的定位成为一个急待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种定位方法、装置及终端，用以解决现有技术终端定位的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种定位方法，包括：

接收待定位终端发送的定位请求，其中，所述定位请求包括待定位终端周围的无线访问节点AP的接收信号强度指示RSSI值和介质访问控制MAC地址值；

在预先建立的指纹数据库中，查找与所述待定位终端发送的MAC地址值相同的指纹列表；

计算所述指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度，按照相似度由高到低的顺序选取K个指纹；

根据所述指纹数据库中保存的K个指纹的位置坐标，生成多个外接圆，最小外接圆的圆心坐标就是待定位终端的位置。

进一步，建立指纹数据库包括：

接收用户终端获取的其周围的各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；

将各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值作为一条指纹，进行保存，形成指纹数据库。

进一步，计算用户终端发送的指纹f_i与指纹数据库中保存的指纹f_j的指纹相似度；

判断指纹f_i，f_j的指纹相似度是否大于预先设置的阈值，如果是，则将两个指纹f_i，f_j合并为一个指纹进行保存；如果否，则分别保存两个指纹f_i，f_j。

进一步，两个指纹f_i，f_j的指纹相似度计算公式为：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度w，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

进一步，通过下述公式将两个指纹f_i，f_j合并为一个指纹进行保存：

$\begin{array}{c}f\{({\mathrm{rs}}_1,{\mathrm{mac}}_1)...({\mathrm{rs}}_n,{\mathrm{mac}}_n),\mathrm{lon},\mathrm{lat}\}\\ =\{(\frac{{\mathrm{rs}}_1^i+{\mathrm{rs}}_1^j}{2},{\mathrm{mac}}_1),...(({\mathrm{rs}}_n^i+{\mathrm{rs}}_n^j)/2,{\mathrm{mac}}_n),\\ ({\mathrm{lon}}^i+{\mathrm{lon}}^j)/2,({\mathrm{lat}}^i+{\mathrm{lat}}^j)/2\}\end{array}$

其中(rs₁ ⁱ，mac₁)...(rs_n ⁱ，mac_n)，lonⁱ，latⁱ是指纹f_i的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；lon^j，lat^j为指纹f_j的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值。

进一步，计算所述指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度，具体如下：

所述指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度计算公式为：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度w，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

另一方面，本发明还涉及一种定位装置，包括：

定位请求接收模块，用于接收待定位终端发送的定位请求，其中，所述定位请求包括待定位终端周围的无线访问节点AP的接收信号强度指示RSSI值和介质访问控制MAC地址值；

指纹列表查找模块，用于在预先建立的指纹数据库中，查找与所述待定位终端发送的MAC地址值相同的指纹列表；

指纹选取模块，用于计算所述指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度，按照相似度由高到低的顺序选取K个指纹；

定位模块，用于根据所述指纹数据库中保存的K个指纹的位置坐标，生成多个外接圆，最小外接圆的圆心坐标就是待定位终端的位置。

进一步，所述装置还包括指纹数据库建立模块，具体用于：

接收用户终端获取的其周围的各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；

将各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值作为一条指纹，进行保存，形成指纹数据库。

进一步，所述指纹数据库建立模块，还具体用于：

计算用户终端发送的指纹f_i与指纹数据库中保存的指纹f_j的指纹相似度；

判断指纹f_i，f_j的指纹相似度是否大于预先设置的阈值，如果是，则将两个指纹f_i，f_j合并为一个指纹进行保存；如果否，则分别保存两个指纹f_i，f_j。

进一步，所述指纹数据库建立模块，还具体用于：

通过下述公式计算两个指纹f_i，f_j的指纹相似度：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度w，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

进一步，所述指纹数据库建立模块，还具体用于：

通过下述公式将两个指纹f_i，f_j合并为一个指纹进行保存：

$\begin{array}{c}f\{({\mathrm{rs}}_1,{\mathrm{mac}}_1)...({\mathrm{rs}}_n,{\mathrm{mac}}_n),\mathrm{lon},\mathrm{lat}\}\\ =\{(\frac{{\mathrm{rs}}_1^i+{\mathrm{rs}}_1^j}{2},{\mathrm{mac}}_1),...(({\mathrm{rs}}_n^i+{\mathrm{rs}}_n^j)/2,{\mathrm{mac}}_n),\\ ({\mathrm{lon}}^i+{\mathrm{lon}}^j)/2,({\mathrm{lat}}^i+{\mathrm{lat}}^j)/2\}\end{array}$

其中(rs₁ ⁱ，mac₁)...(rs_n ⁱ，mac_n)，lonⁱ，latⁱ是指纹f_i的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；lon^j，lat^j为指纹f_j的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值。

进一步，所述指纹选取模块，还用于：

通过下述公式计算所述指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度w，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

另一方面，本发明还提供一种终端，包括：

发送单元，用于向定位装置发送定位请求，其中，所述定位请求包括待定位终端周围的无线访问节点AP的接收信号强度指示RSSI值和介质访问控制MAC地址值；

接收单元，用于接收所述定位装置反馈的位置信息，并进行显示。

进一步，所述发送单元还用于：

向定位装置发送其周围的各个AP的RSSI值、MAC地址值，以及其当前位置的经度值和纬度值。

本发明有益效果如下：

本发明充分利用现有的移动互联网络和Wi-Fi热点信息，构建指纹数据库，根据用户上报的RSSI值和MAC地址值，通过计算指纹相似度，构建外接圆来进行定位，具有定位精度高、成本低、定位稳定的优点。

附图说明

图1是本发明实施例中一种定位方法的流程图；

图2是本发明实施例中通过最小外接圆得到终端位置的示意图；

图3是本发明实施例中一种定位装置的结构示意图；

图4是本发明实施例中一种更加定位装置的结构示意图；

图5是本发明实施例中实际应用中的定位示意图；

图6是本发明实施例中际应用中的定位流程图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，本发明实施例涉及一种定位方法，其包括：

步骤S101，接收待定位终端发送的定位请求，其中，所述定位请求包括待定位终端周围的无线访问节点AP的接收信号强度指示RSSI值和介质访问控制MAC（Medium/MediaAccess Control，介质访问控制）地址值。

本步骤中，待定位终端通过通信网络向定位装置发送定位请求，同时扫描周边的无线AP信息（RSSI和MAC值），并将获取的所有AP信息添加到定位请求中，发送给定位装置，定位请求的数据格式为：

AP{(rs₁,mac₁),(rs₂,mac₂)...(rs_n,mac_n),}。

其中，p为用户获取的AP数量。

步骤S102，在预先建立的指纹数据库中，查找与待定位终端发送的MAC地址值相同的指纹列表；

本步骤中，根据用户发送的定位请求，在指纹数据库中检索相关的指纹，采用逻辑或方式，查找指纹数据库中含有上述定位请求中MAC地址的指纹列表，即：

mac₁ OR mac₂ OR mac₃ OR...mac_n；

指纹列表中可能包含一条或多条指纹。

步骤S103，计算指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度，按照相似度由高到低的顺序选取K个指纹；

本步骤中，两个指纹f_i，f_j的指纹相似度计算公式为：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;---\left(2\right)$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹或中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度w，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;---\left(1\right)$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

计算出任意两条指纹的相似度后，按照相似度由高到低的顺序选取K个指纹；

步骤S104，根据指纹数据库中保存的K个指纹的位置坐标，生成多个外接圆，最小外接圆的圆心坐标就是待定位终端的位置。

本步骤中，K的经验值取3到5之间。每个指纹都包括一个位置坐标，即经度和纬度，因此，每个指纹相当于一个点，每3个点可以确定一个外接圆，这样，就可以确定多个外接圆，其中，最小外接圆圆心为待定位用户的最终位置，圆的半径为可信区间，示意图如图2所示。

上述步骤中，预先建立指纹数据库，包括以下步骤：

第一步，带有卫星导航功能和WiFi功能的用户终端扫描其周边的无线AP情况，且保证无线AP数量的在一个以上（含一个），然后获取各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的卫星经度和纬度值，并通过终端的移动通信网络上传至位置定位装置。上传的数据格式为：f{(rs₁，mac₁)，......，（rs_n，，lon，lat}。

第二步，定位装置对用户上传的指纹数据做预处理，完成数据的上传与保存，具体方法为：

定位装置首先对上传的数据进行预处理。由于每个Wi-Fi信号都有信号强度值，我们可以根据信号强度将信号分为两种类别，一种是正常信号，一种是异常信号；由于有物理干扰，将低于-99dbm或高于66dbm的信号认为是异常信号，进行剔除；正常信号则进行保存。

另外，因为大量终端上述指纹数据，会存在多个终端将相同或相似的AP信息上传的情况，如果都一一保存不进行处理的话，会存在很多相似的指纹数据，会占用大量的存储空间，造成存储空间浪费，另外，也不便于快速检索、查找指纹列表。因此，还需要对终端上传的指纹数据与指纹数据库中保存的数据进行相似度判断，判定相似的，合并保存，判定不相似，则分别保存；具体步骤如下：

第一步，相似度计算，由于城市级别的定位需要很密集的索引，对于平台服务器的压力很大，且用户提交的数据在很大程度上会有重复，需要提高索引质量。两个Wi-Fi信号的相似度，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8---\left(1\right)$

该公式需满足的条件为，两个Wi-Fi信号的MAC地址必须相同，如果不同，其相似度按0来计算；

rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

用户终端每上传一次其周边无线AP的信息，为一条指纹。而在一条指纹数据中，包含有多个Wi-Fi信息。因此，用户终端发送的指纹f_i与指纹数据库中保存的指纹f_j的指纹相似度计算公式为：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n---\left(2\right)$

其中，w_m为指纹中第m个Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0。

若用户在同一地点前后两次上传的指纹信号中AP的数量发生了改变，即当前用户上传的指纹数据中有部分AP点暂时是关闭的，或者新开了部分AP点，此种情况中表明两个指纹信号中有不完全匹配的Wi-Fi信号对，n值则取两个指纹中WiFi信号对的数量与不同MAC地址的WiFI数量之和。

第二步，当用户终端提交指纹数据后，按照公式（2），计算用户上传的指纹数据与指纹数据库中保存指纹数据的相似度，并与预先设置的阈值进行对比，阈值可以根据经验、仿真来设置，也可以在实际应用中不断调整，以获取最佳数值，例如，阈值设置为0.97，若相似度值高于0.97，则认为两个指纹是相似的，可以与原指纹进行合并，否则认为是不相似的，需要单独进行保存。

第三步，对上述两个相似的指纹采用平均位置法合并，并更新位置指纹数据库，计算方式如下：

$\begin{array}{c}f\{({\mathrm{rs}}_1,{\mathrm{mac}}_1)...({\mathrm{rs}}_n,{\mathrm{mac}}_n),\mathrm{lon},\mathrm{lat}\}\\ =\{(\frac{{\mathrm{rs}}_1^i+{\mathrm{rs}}_1^j}{2},{\mathrm{mac}}_1),...(\frac{{\mathrm{rs}}_n^i+{\mathrm{rs}}_n^j}{2},{\mathrm{mac}}_n),\frac{{\mathrm{lon}}^i+{\mathrm{lon}}^j}{2},\frac{{\mathrm{lat}}^i+{\mathrm{lat}}^j}{2}\}\\ \end{array}$

其中(rs₁ ⁱ，mac₁)...(rs_n ⁱ，mac_n)，lonⁱ，latⁱ是指纹f_i的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；指纹f_i可以看做是原指纹数据库中的保存的指纹，lon^j，lat^j为指纹f_j的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；指纹f_j可以看做是用户提交的指纹。

将合并计算后的指纹保存到指纹数据库中；对指纹数据库进行更新。

特别地，若两个相似指纹MAC值不完全匹配，则需要按第一步的方法进行处理，具体如以下例子：

原指纹数据库中指纹为：

{（20，4437E657F0A2），（50，1134E657F1A3），（80，3312E658FBA1）}

用户上传指纹为：

{（10，4437E657F0A2），（30，1134E657F1A3），（60，3142EA58FAA1）}

则指纹更新算法n值应为4，更新计算公式为：

{（(20+10)/2，4437E657F0A2），（(50+30)/2，1134E657F1A3），（80/2，3312E658FBA1），（60/2，3142EA58FAA1）}。

另外，如图3所示，本发明实施例还涉及一种实现上述方法的定位装置，包括：

定位请求接收模块301，用于接收待定位终端发送的定位请求，其中，所述定位请求包括待定位终端周围的无线访问节点AP的接收信号强度指示RSSI值和介质访问控制MAC地址值；

指纹列表查找模块302，用于在预先建立的指纹数据库中，查找与所述待定位终端发送的MAC地址值相同的指纹列表；

指纹选取模块303，用于计算指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度，按照相似度由高到低的顺序选取K个指纹；

定位模块304，用于根据所述指纹数据库中保存的K个指纹的位置坐标，生成多个外接圆，最小外接圆的圆心坐标就是待定位终端的位置。

如图4所示，该定位装置还包括指纹数据库建立模块305，具体用于：

接收用户终端获取的其周围的各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；

将各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值作为一条指纹，进行保存，形成指纹数据库。

以及用于：计算用户终端发送的指纹f_i与指纹数据库中保存的指纹f_j的指纹相似度；

判断指纹f_i，f_j的指纹相似度是否大于预先设置的阈值，如果是，则将两个指纹f_i，f_j合并为一个指纹进行保存；如果否，则分别保存两个指纹f_i，f_j。

通过下述公式计算两个指纹f_i，f_j的指纹相似度：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度w，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

通过下述公式将两个指纹f_i，f_j合并为一个指纹进行保存：

$\begin{array}{c}f\{({\mathrm{rs}}_1,{\mathrm{mac}}_1)...({\mathrm{rs}}_n,{\mathrm{mac}}_n),\mathrm{lon},\mathrm{lat}\}\\ =\{(\frac{{\mathrm{rs}}_1^i+{\mathrm{rs}}_1^j}{2},{\mathrm{mac}}_1),...(({\mathrm{rs}}_n^i+{\mathrm{rs}}_n^j)/2,{\mathrm{mac}}_n),\\ ({\mathrm{lon}}^i+{\mathrm{lon}}^j)/2,({\mathrm{lat}}^i+{\mathrm{lat}}^j)/2\}\end{array}$

其中(rs₁ ⁱ，mac₁)...(rs_n ⁱ，mac_n)，lonⁱ，latⁱ是指纹f_i的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；lon^j，lat^j为指纹f_j的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值。

其中，指纹选取模块303，还用于：

通过下述计算公式计算指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

另外，本发明实施例还涉及一种终端，例如手机、平板电脑、手提电脑、导航等设备，包括：

发送单元，用于向定位装置发送定位请求，其中，所述定位请求包括待定位终端周围的无线访问节点AP的接收信号强度指示RSSI值和介质访问控制MAC地址值；

接收单元，用于接收所述定位装置反馈的位置信息，并进行显示。

其中，发送单元还用于：

向定位装置发送其周围的各个AP的RSSI值、MAC地址值，以及其当前位置的经度值和纬度值。。

本发明充分利用现有的移动互联网络和Wi-Fi热点信息，构建指纹数据库，根据用户上报的RSSI值和MAC地址值，通过计算指纹相似度，构建外接圆来进行定位，具有定位精度高、成本低、定位稳定的优点。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (14)

1.一种定位方法，其特征在于，包括：

接收待定位终端发送的定位请求，其中，所述定位请求包括待定位终端周围的无线访问节点AP的接收信号强度指示RSSI值和介质访问控制MAC地址值；

在预先建立的指纹数据库中，查找与所述待定位终端发送的MAC地址值相同的指纹列表；

计算所述指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度，按照相似度由高到低的顺序选取K个指纹；

根据所述指纹数据库中保存的K个指纹的位置坐标，生成多个外接圆，最小外接圆的圆心坐标就是待定位终端的位置。

2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，建立指纹数据库包括：

接收用户终端获取的其周围的各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；

将各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值作为一条指纹，进行保存，形成指纹数据库。

3.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，

计算用户终端发送的指纹f_i与指纹数据库中保存的指纹f_j的指纹相似度；

判断指纹f_i，f_j的指纹相似度是否大于预先设置的阈值，如果是，则将两个指纹f_i，f_j合并为一个指纹进行保存；如果否，则分别保存两个指纹f_i，f_j。

4.如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，两个指纹f_i，f_j的指纹相似度计算公式为：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度w，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

5.如权利要求3或4所述的定位方法，其特征在于，通过下述公式将两个指纹f_i，f_j合并为一个指纹进行保存：

$\begin{array}{c}f\{({\mathrm{rs}}_1,{\mathrm{mac}}_1)...({\mathrm{rs}}_n,{\mathrm{mac}}_n),\mathrm{lon},\mathrm{lat}\}\\ =\{(\frac{{\mathrm{rs}}_1^i+{\mathrm{rs}}_1^j}{2},{\mathrm{mac}}_1),...(({\mathrm{rs}}_n^i+{\mathrm{rs}}_n^j)/2,{\mathrm{mac}}_n),\\ ({\mathrm{lon}}^i+{\mathrm{lon}}^j)/2,({\mathrm{lat}}^i+{\mathrm{lat}}^j)/2\}\end{array}$

其中(rs₁ ⁱ，mac₁)...(rs_n ⁱ，mac_n)，lonⁱ，latⁱ是指纹f_i的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；lon^j，lat^j为指纹f_j的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值。

6.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，计算所述指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度，具体如下：

所述指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度计算公式为：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度w，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

7.一种定位装置，其特征在于，包括：

定位请求接收模块，用于接收待定位终端发送的定位请求，其中，所述定位请求包括待定位终端周围的无线访问节点AP的接收信号强度指示RSSI值和介质访问控制MAC地址值；

指纹列表查找模块，用于在预先建立的指纹数据库中，查找与所述待定位终端发送的MAC地址值相同的指纹列表；

指纹选取模块，用于计算所述指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度，按照相似度由高到低的顺序选取K个指纹；

定位模块，用于根据所述指纹数据库中保存的K个指纹的位置坐标，生成多个外接圆，最小外接圆的圆心坐标就是待定位终端的位置。

8.如权利要求7所述的定位装置，其特征在于，所述装置还包括指纹数据库建立模块，具体用于：

接收用户终端获取的其周围的各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；

将各个AP的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值作为一条指纹，进行保存，形成指纹数据库。

9.如权利要求8所述的定位装置，其特征在于，所述指纹数据库建立模块，还具体用于：

计算用户终端发送的指纹f_i与指纹数据库中保存的指纹f_j的指纹相似度；

判断指纹f_i，f_j的指纹相似度是否大于预先设置的阈值，如果是，则将两个指纹f_i，f_j合并为一个指纹进行保存；如果否，则分别保存两个指纹f_i，f_j。

10.如权利要求9所述的定位装置，其特征在于，所述指纹数据库建立模块，还具体用于：

通过下述公式计算两个指纹f_i，f_j的指纹相似度：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度w，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

11.如权利要求9或10所述的定位装置，其特征在于，所述指纹数据库建立模块，还具体用于：

通过下述公式将两个指纹f_i，f_j合并为一个指纹进行保存：

$\begin{array}{c}f\{({\mathrm{rs}}_1,{\mathrm{mac}}_1)...({\mathrm{rs}}_n,{\mathrm{mac}}_n),\mathrm{lon},\mathrm{lat}\}\\ =\{(\frac{{\mathrm{rs}}_1^i+{\mathrm{rs}}_1^j}{2},{\mathrm{mac}}_1),...(({\mathrm{rs}}_n^i+{\mathrm{rs}}_n^j)/2,{\mathrm{mac}}_n),\\ ({\mathrm{lon}}^i+{\mathrm{lon}}^j)/2,({\mathrm{lat}}^i+{\mathrm{lat}}^j)/2\}\end{array}$

其中(rs₁ ⁱ，mac₁)...(rs_n ⁱ，mac_n)，lonⁱ，latⁱ是指纹f_i的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值；lon^j，lat^j为指纹f_j的RSSI值、MAC地址值以及当前位置的经度值和纬度值。

12.如权利要求7所述的定位装置，其特征在于，所述指纹选取模块，还用于：

通过下述公式计算所述指纹列表中的指纹与待定位终端发送的指纹的指纹相似度：

$\mathrm{SIM}(f_i,f_j)=\left({\mathrm{\Σ}}_{m=1}^n{w}_m\right)/n;$

其中，w_m为第m对Wi-FI信号对的相似度，Wi-FI信号对是指两个指纹f_i，f_j中MAC地址相同的两个Wi-Fi信号，n为Wi-FI信号对的个数；若指纹f_i或f_j中的一个Wi-FI信号的MAC地址在另一条指纹f_j或f_i中不存在，则该Wi-FI信号与0构成一对Wi-FI信号对，其w_m值为0；

Wi-FI信号对中两个Wi-Fi信号的相似度w，计算公式如下：

$w({\mathrm{wi}}_1,{\mathrm{wi}}_2)=1-|2^{r{s}_1}-2^{r{s}_2}|/2^8;$

其中，rs₁和rs₂分别为两个Wi-Fi信号wi₁、wi₂的RSSI值。

13.一种终端，其特征在于，包括：

发送单元，用于向定位装置发送定位请求，其中，所述定位请求包括待定位终端周围的无线访问节点AP的接收信号强度指示RSSI值和介质访问控制MAC地址值；

接收单元，用于接收所述定位装置反馈的位置信息，并进行显示。

14.如权利要求13所述的定位装置，其特征在于，所述发送单元还用于：

向定位装置发送其周围的各个AP的RSSI值、MAC地址值，以及其当前位置的经度值和纬度值。