CN104735776A - 一种修正wifi室内定位误差的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种修正wifi室内定位误差的方法和系统，属于无线定位领域。现有的wifi室内定位方法存在着较大的误差。本发明所述的方法包括以下步骤：步骤一，对定位范围进行修正，当定位点超出规定的范围时，则重新规划这个定位点的位置；步骤二，对定位方向进行修正，当定位点的运动方向超出规定的偏转方向时，则采用取平均的算法选出一个合理的定位点的运动方向；步骤三，根据室内的障碍物的情况预先设定好室内不可到达的点或范围，当定位点处于这些不可到达的点或范围时，对定位点进行自动调整。采用本发明所述的方法和系统，可以很好的把定位效果显示出来，解决了对于定位效果出现的波动情况，给予用户更好的体验。

Description

一种修正wifi室内定位误差的方法及系统

技术领域

本发明属于无线定位领域，具体涉及一种修正wifi室内定位误差的方法及系统。

背景技术

在无线定位领域中，室内定位主要有两种方式：wifi定位和指纹库位定位。wifi定位是利用现有的无线网络，配合wifi标签和相关的移动终端设备比如wifi手机、PDA、笔记本电脑等，再结合相应的定位算法，来确定相关人员和物品位置的一种新技术，系统构成分为硬件部分和软件部分，其中硬件部分包含AP和标签。

Wi-Fi定位的原理是：

1.每一个无线AP都有一个全球唯一的MAC地址,并且一般来说无线AP在一段时间内是不会移动的；

2.设备在开启Wi-Fi的情况下,即可扫描并收集周围的AP信号,无论是否加密,是否已连接，甚至信号强度不足以显示在无线信号列表中,都可以获取到AP广播出来的MAC地址；

3.设备将这些能够标示AP的数据发送到位置服务器,服务器检索出每一个AP的地理位置,并结合每个信号的强弱程度,计算出设备的地理位置并返回到用户设备；

4.位置服务商要不断更新、补充自己的数据库,以保证数据的准确性,毕竟无线AP不像基站塔那样基本100%不会移动。

目前，定位点的计算方式都通过附近多个热点发送过来的信号强度和频率等信息进行计算求出的结果。但是，附近热点的信号强度又随着当前环境干扰有一定的波动，如随着室内场地人员走动、建筑物的遮挡而受到干扰。所以，定位效果存在一定的误差波动，随机跳动是在定位过程中必然出现的结果，如果波动范围偏差过大会给用户带来很差的体验，形成的定位轨迹也会出现误差，比如，定位点在室内正在直行，可是定位结果突然跳动到定位点的左侧、右侧甚至后面5米以外的距离，这都是不合逻辑的。所以，急需提出一种针对于三角形定位法的修正wifi室内定位误差的方法。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种修正wifi室内定位误差的方法及系统。该方法及系统的应用范围是在三角形定位法的基础上建立的，能够很好的缩小解决定位的波动，弱化波动误差。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种修正wifi室内定位误差的方法，包括以下步骤：

步骤一，对定位范围进行修正，当定位点超出规定的范围时，则重新规划这个定位点的位置；

步骤二，对定位方向进行修正，当定位点的运动方向超出规定的偏转方向时，则采用取平均的算法选出一个合理的定位点的运动方向；

步骤三，根据室内的障碍物的情况预先设定好室内不可到达的点或范围，当定位点处于这些不可到达的点或范围时，对定位点进行自动调整。

进一步，步骤一中，所述的规定的范围为3-8米，优选为5米。

更进一步，步骤一中，重新规划这个定位点的位置的具体方法是：选择记录前5个定位点的位置作为参考，当下一个定位点的定位范围超过所述的规定的范围时，则采用取平均的算法重新规划这个定位点的位置。

进一步，步骤二中，所述的规定的偏转方向的角度为45°，当定位点的运动方向超过该角度则采用取平均的算法选出一个合理的定位点的运动方向。

进一步，步骤三中，利用建筑物的自动吸附功能修正其定位结果。

本发明还提供了一种修正wifi室内定位误差的系统，包括以下装置：

修正模块一，用于对定位范围进行修正，当定位点超出规定的范围时，则重新规划这个定位点的位置；

修正模块二，用于对定位方向进行修正，当定位点的运动方向超出规定的偏转方向时，则采用取平均的算法选出一个合理的定位点的运动方向；

修正模块三，用于根据室内的障碍物的情况预先设定好室内不可到达的点或范围，当定位点处于这些不可到达的点或范围时，对定位点进行自动调整。

本发明的效果在于：采用本发明所述的方法及系统，可以很好的把定位效果显示出来，解决了对于定位效果出现的波动情况。属于对于定位结果针对相关地图数据的二次加工，给予用户更好的体验。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中所述方法的流程图；

图2是本发明具体实施方式中正常定位结果示意图，定位点从地图的下边缘走向地图的上边缘；

图3(a)、图3(b)是本发明实施例中的修正wifi室内定位误差前后比较的示意图一；

图4(a)、图4(b)是本发明实施例中的修正wifi室内定位误差前后比较的示意图二；

图5(a)、图5(b)是本发明实施例中的修正wifi室内定位误差前后比较的示意图三。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

一种修正wifi室内定位误差的系统，包括以下装置：

修正模块一，用于对定位范围进行修正，当定位点超出规定的范围时，则重新规划这个定位点的位置；

修正模块二，用于对定位方向进行修正，当定位点的运动方向超出规定的偏转方向时，则采用取平均的算法选出一个合理的定位点的运动方向；

修正模块三，用于根据室内的障碍物的情况预先设定好室内不可到达的点或范围，当定位点处于这些不可到达的点或范围时，对定位点进行自动调整。

如图1所示，一种修正wifi室内定位误差的方法，包括以下步骤：

第一步，对定位范围进行修正，当定位点超出规定的范围时，则采用取平均的算法重新规划这个定位点的位置；

从定位范围的角度考虑：目前，国内利用任何方法所做的室内定位精度范围可在3至5米，换言之，定位范围在5米以内是可接受的范围。所以，该发明把定位范围规定在5米，超过5米，则进行相应的调整，否则，不调整。为了降低计算的复杂度同时提高定位的精确度，该发明选择记录前5个定位点的位置作为参考。当下一个定位点（第六个）的定位范围超过5米，视为超过了规定范围，则采用取平均的算法重新规划这个定位点的位置。

第二步：对定位方向进行修正，当定位点的运动方向超出规定的偏转方向时，则采用取平均的算法选出一个合理的定位点的运动方向；

从定位方向的角度考虑：定位范围确立之后，我们就要关注其定位的方向。也就是说，定位点在直行的时候，下一个定位点不能突然定位到上一个点的左侧、右侧、后方。这里需要明确一点，在定位时，当定位点在不发生位移的情况下自身发生转动，定位点是可以确定出其方向的（定位设备自带的陀螺仪功能）。所以，很容易确定，当定位点出现如图4(a)所示的状况时，即为定位方向发生了错误。借助于第一步的5个定位点，通过对于各个场景的实地考察，该方法把偏转角45°设为规定偏转方向，超过该角度则采用取平均的算法选出一个和合理的定位点的方向。

第三步：根据室内的障碍物的情况预先设定好室内不可到达的点或范围，当定位点处于这些不可到达的点或范围时，对定位点进行自动调整；

利用建筑物的自动吸附功能，这个功能是需要预先设定好定位点的不可到达点，例如，桌面、柱子等人不可能到达的位置。如果定位结果定位到了这些位置，那么这种定位结果是人们无法接受的。所以，要修正其定位结果。

图2是本发明具体实施方式中正常定位结果示意图，正常情况下，定位点的运动轨迹如图2所示，定位点的位置均在合理的范围内，定位点的运动方向也不会发生太大的偏移，也不会在室内障碍物所在的点或范围内出现定位点。

本实施例中，一种针对三角形定位法的修正wifi室内定位误差的方法，包括以下步骤：

首先，通过取前五个轨迹点修正当前wifi定位点的误差：按照人们正常行走步速，设定定位间隔为1秒，定位间隔距离不会超过5米。把前五秒定位的五个轨迹点记录下来，计算出平均间隔，对于下一个定位点根据规定范围（5米）去标定，若定位点超出规定范围，则把平均间隔作为该定位点的定位结果锁定在计算出的平局间隔。比如，设前五个定位点分别为a0,a1,a2,a3,a4；其距离分别为L0，L1，L2，L3；记录下前5个轨迹点的平均距离为3.33米（L=(L0+L1+L2+L3)/4），而当第六个定位点a5出现时，其距离L4>5m，则用L替代L4，作为定位距离结果。

图3(a)、图3(b)是本发明实施例中的经过步骤一修正wifi室内定位误差前后比较的示意图，其中图3(a)为修正前结果，图3(b)为修正后结果。

其次，判断其定位的方向是否合理：五个历史点中每两个相邻点就可以计算出一个偏移角度，通过计算出来的四个惯性角度，当下一个定位点偏转过大时，会用四个惯性角度的平均值进行替换。具体操作方法如下：设前五个定位点分别为a0,a1,a2,a3,a4；其偏转角度分别为b0,b1,b2,b3;从而得到的偏转平均值b=30°（b=(b0+b1+b2+b3)/4）,而当第六个定位点a5出现时，其偏转范围为b4为60°>45°，则用b替b4，作为定位方向结果。

图4(a)、图4(b)是本发明实施例中的经过步骤二修正wifi室内定位误差前后比较的示意图，其中图4(a)为修正前结果，图4(b)为修正后结果。

最后，通过路网建筑等的自动吸附：地图数据上并不是所有的地方都可以显示，当下一个定位点定位到了不应该出现的地方，比如，柱子、墙壁、桌子上时，自动将其移动到障碍物旁边。具体操作方法如下：预先在地图中标定好柱子、墙壁、桌子的位置，将其存储到数据库中，设为不可到达点。当定位的结果与这些不可到达点发生交集，则视为出现破点，而相对于上一个定位点与障碍物的相对位置进行相应的加减，求出一个合理的定位结果。

图5(a)、图5(b)是本发明实施例中的经过步骤三修正wifi室内定位误差前后比较的示意图，其中图5(a)为修正前结果，图5(b)为修正后结果。

综上所述，经过以上三个步骤，可以把超出规定范围的定位进行合理的拉伸，在地图中标定到一个合理的位置。

通过上述实施例，可以看出，本发明所述的方法可以很好的缩小解决定位的波动，弱化波动误差，把定位结果定位在室内过道中而不是室内的建筑物（桌子、柱子）上，定位精度可达到3米。

本领域技术人员应该明白，本发明所述的方法和系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种修正wifi室内定位误差的方法，包括以下步骤：

步骤一，对定位范围进行修正，当定位点超出规定的范围时，则重新规划这个定位点的位置；

步骤二，对定位方向进行修正，当定位点的运动方向超出规定的偏转方向时，则采用取平均的算法选出一个合理的定位点的运动方向；

步骤三，根据室内的障碍物的情况预先设定好室内不可到达的点或范围，当定位点处于这些不可到达的点或范围时，对定位点进行自动调整。

2.如权利要求1所述的一种修正wifi室内定位误差的方法，其特征是：步骤一中，所述的规定的范围为3-8米。

3.如权利要求2所述的一种修正wifi室内定位误差的方法，其特征是：所述的规定的范围为5米。

4.如权利要求2或3所述的一种修正wifi室内定位误差的方法，其特征是，步骤一中，重新规划这个定位点的位置的具体方法是：选择记录前5个定位点的位置作为参考，当下一个定位点的定位范围超过所述的规定的范围时，则采用取平均的算法重新规划这个定位点的位置。

5.如权利要求1、2或3所述的一种修正wifi室内定位误差的方法，其特征是：步骤二中，所述的规定的偏转方向的角度为45°，当定位点的运动方向超过该角度则采用取平均的算法选出一个合理的定位点的运动方向。

6.如权利要求5所述的一种修正wifi室内定位误差的方法，其特征是：步骤三中，利用建筑物的自动吸附功能修正其定位结果。

7.一种修正wifi室内定位误差的系统，包括以下装置：

修正模块一，用于对定位范围进行修正，当定位点超出规定的范围时，则重新规划这个定位点的位置；

修正模块二，用于对定位方向进行修正，当定位点的运动方向超出规定的偏转方向时，则采用取平均的算法选出一个合理的定位点的运动方向；

修正模块三，用于根据室内的障碍物的情况预先设定好室内不可到达的点或范围，当定位点处于这些不可到达的点或范围时，对定位点进行自动调整。