CN106231564B - 一种方位优先的位置指纹室内定位方法 - Google Patents

一种方位优先的位置指纹室内定位方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106231564B
CN106231564B CN201610571752.2A CN201610571752A CN106231564B CN 106231564 B CN106231564 B CN 106231564B CN 201610571752 A CN201610571752 A CN 201610571752A CN 106231564 B CN106231564 B CN 106231564B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
access point
orientation
terminal device
user
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610571752.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106231564A (zh
Inventor
孙炜
林安平
唐宏伟
殷虎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan University
Original Assignee
Hunan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan University filed Critical Hunan University
Priority to CN201610571752.2A priority Critical patent/CN106231564B/zh
Publication of CN106231564A publication Critical patent/CN106231564A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106231564B publication Critical patent/CN106231564B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H04W4/04—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0252—Radio frequency fingerprinting

Abstract

本发明公开了一种方位优先的位置指纹室内定位方法，包括以下步骤：采集终端设备方向传感器数据和人体分别遮挡1～n号接入点AP时的信号强度数据存入数据库对应的1～n号表中；利用终端设备中方向传感器的数据辨别定位用户的朝向；根据用户的朝向来选择数据库n个表中对应的某一个表作为当前定位时要查询的数据表；根据接入点AP的布局找出定位用户背后也即遮挡最严重的AP；过滤掉该AP后利用剩下的AP按照优先选择波动最小的前m个AP进行定位；接着根据查询到的采样点个数这一反馈信息来决定是否利用剩余的(n‑m‑1)个AP进行定位。该定位方法不仅定位精度明显高于传统的定位算法，而且定位的成功性也明显提高，有着较高的鲁棒性。

Description

一种方位优先的位置指纹室内定位方法
技术领域
本发明涉及基于WLAN的室内定位技术领域，特别涉及一种方位优先的位置指纹室内定位方法。
背景技术
随着移动互联网的兴起，人们对于基于位置的服务有了新的需求与更多的期待。对于定位的服务不仅仅局限于室外的导航，大型的室内场所例如大型超市、商场、机场等复杂的场景也需要相应的基于位置的服务。同时随着移动终端和无线局域网的快速发展，智能手机的普及和WiFi覆盖范围的扩大都给目前的室内定位创造了必要条件，因此基于无线局域网的室内定位技术成为了近年来位置服务领域的研究热点。
同时随着大数据技术的推广，基于位置服务LBS(Location Based Service)蕴含着巨大的商机。然而在室内定位中，传统的GPS和蜂窝网定位技术并不适用。于是国内外针对室内定位技术展开了大量的研究。其中基于位置指纹室内定位技术由于其不受约束、不需要额外专用设备、部署简单等特点受到了广泛的关注。
在现有的定位技术中，室内环境的丰富多变给定位精度与稳定性带来了很大的挑战，尤其是目前定位过程中定位用户自身对信号干扰方面的影响这一亟需解决的问题。
发明内容
针对目前室内定位过程中信号干扰的问题，尤其是定位过程中定位用户自身对信号的干扰，本发明提出了方位优先的室内定位解决方法和相应的定位系统，采用优化接入点AP的布局方式，降低在工程实现上的复杂度，可以显著提高室内定位的精度和稳定性。
为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种方位优先的位置指纹室内定位方法，所述方法包括以下步骤：
S1：离线阶段让用户手持终端设备站在采样点上，依次背对1～n号接入点AP形成遮挡，采集用户分别遮挡1～n号接入点AP时各信号源的强度数据和终端设备方向传感器的方位数据，将采集到的数据存入数据库对应的1～n号表中；
S2：按照S1采集所有采样点的数据，将数据存储在数据库对应的n个表中；
S3：利用终端设备中方向传感器的方位数据辨别定位用户的方位；
S4：根据用户的方位来选择数据库n个表中对应的某一个表作为当前定位时要查询的数据表；
S5：根据接入点AP的布局和方位数据找出定位用户背后也即遮挡最严重的AP；
S6：过滤掉该AP后利用剩下的AP按照优先选择波动最小的前m个AP进行定位；
S7：接着根据查询到的采样点个数这一反馈信息来决定是否利用剩余的(n-m-1)个AP进行定位；
以上，n＞m，且n，m为正整数。
进一步的，接入点AP采用相互间隔(360/n)°角组成圆环的布局方式，且部署位置位于定位区域的周边区域。
进一步的，所述步骤S5包括根据接入点AP的布局和终端设备的方位数据来过滤掉遮挡最严重的某个接入点AP信号，在剩下的接入点AP信号中按照优先选择波动最小的前m个AP信号进行定位。
进一步的，所述方法中对于采集到的数据初步处理是先采用求众数操作，然后在数据滤波处理时采用卡尔曼滤波。
进一步的，数据查询匹配时的阈值采用的是动态自增的方式，系统根据查询到的采样点个数及最大阈值两种方式终止阈值自增。
进一步的，查询过程中先从较小的阈值开始查询，如果在数据密集区域，当查询到的采样点数目满足系统预先设置的数值时就停止查询，否则逐渐增大阈值继续查询；如果在数据稀疏的区域查询，系统会一直增大阈值来查询直到采样点满足系统预先设置的个数，或者到系统预先设置的阈值最大值为止。
其既可以保证在数据密集区域控制查询到的采样点数量，减少系统的计算量，又可以保证在稀疏区域查询到数据，确保定位的成功。
通过本发明的定位方法，能根据方位信号过滤掉人体遮挡最严重的接入点AP信号，在线定位阶段采用最优的AP来定位，有效的减少了定位系统的计算量，同时提高了接入点AP信号存在人体遮挡时的定位精度和可靠性。在数据查询匹配时采用动态自增式阈值，有效的控制了查询到的采样点个数，减小了系统计算量。
附图说明
图1为本发明基于位置指纹的室内定位方法实施例的整体工作示意图；
图2为本发明基于位置指纹的室内定位方法实施例的流程示意图；
图3为本发明实施例的室内定位系统的架构示意图；
图4为本发明实施例的室内环境以及通用的部署示意图；
具体实施方式
下面参照附图进一步描述本发明实施例提出的方位优先的位置指纹室内定位方法。
参照图1所示的定位流程图，定位流程可以分为离线和在线两个阶段。其中离线阶段包括：接入点数据采集、数据预处理、建立指纹数据库，在线定位阶段除了要进行接入点数据采集和数据预处理之外，还包括了查询指纹数据库和算法定位。
参照图2所示步骤，包括：
用户手持终端设备站在某一采样点上，分别背对1～n号接入点AP形成遮挡，采集终端设备方向传感器数据和n个接入点AP的信号强度数据存入数据库对应的1～n号表中；
用户站在下一采样点按照同样的方法采集数据并存入数据库中对应的1～n号表中，直到采集完所有采样点的数据。
利用终端设备中方向传感器的数据辨别定位用户的方位；
根据用户的方位来选择数据库n个表中对应的某一个表作为当前定位时要查询的数据表；
根据接入点AP的布局就可以找出定位用户背后也即遮挡最严重的AP；
过滤掉该AP后利用剩下的AP按照优先选择最优的m个AP进行定位；
接着根据查询到的采样点个数这一反馈信息来决定是否利用剩余的(n-m-1)个AP进行定位。
下面以一个具体实例对本发明实施提出的基于位置指纹的室内定位方法进行详细介绍。
在本发明的一个实施例中，本发明实例采用如图3所示的基于服务器端的系统结构。
进一步地，图4所示的为通用的接入点AP布局方式，在具体实施时n的值为6，m的值为3。
进一步地，在采集离线数据时，用户可以从不同的方位采集数据，记录方向传感器的数值后转换成实际的方位值，最后通过实际的方位可以辨别出受人体遮挡影响较大的AP接入点。
进一步地，在线定位阶段，以同样的方法过滤掉受人体遮挡影响最大的一个接入点AP，对剩下的5个AP的信号波动情况进行分析排序，从波动范围变化最小即最优的AP开始查询离线数据库，依次查询3个接入点AP后进行筛选判断：
如果查询到的采样点个数小于等于4个则停止后面2个AP的查询，直接采用定位算法对这几个采样点计算得出定位结果，这种情况一般发生在定位区域周边采样点稀疏的地方；
如果查询到的采样点个数大于4个的话就继续后面2个AP的查询，判断所有的AP都查询结束后的采样点个数是否大于4个，大于的话则舍去后面的采样点只选用前4个采样点，然后使用定位算法进行定位，这种情况一般发生在定位区域中间采样点密集的地方。
进一步地，本发明实施例在查询离线数据库的时候是从最优的AP开始的，且参考值的阈值是逐渐自增的，也就是说越往后查询到的采样点理论上离真实值越远。
该方法考在离线采样阶段虑了人体遮挡对指纹数据库数据的影响，在线定位阶段过滤掉一个遮挡最严重的接入点AP信号，采用最优的AP信号来定位，最大限度的减少了定位系统的计算量的同时，提高了存在人体遮挡接入点AP信号情况下的定位精度和稳定性。
以上仅为本发明最佳的具体实施操作，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明允许公布的技术范围内进行变化或修改，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (1)

1.一种方位优先的位置指纹室内定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：离线阶段让用户手持终端设备站在采样点上，依次背对1～n号接入点AP形成遮挡，采集用户分别遮挡1～n号接入点AP时各信号源的强度数据和终端设备方向传感器的方位数据，将采集到的数据存入数据库对应的1～n号表中；
S2：按照S1采集所有采样点的数据，将数据存储在数据库对应的n个表中；
S3：利用终端设备中方向传感器的方位数据辨别定位用户的朝向；
S4：根据用户的朝向来选择数据库n个表中对应的某一个表作为当前定位时要查询的数据表；
S5：根据接入点AP的布局和方位数据找出定位用户背后也即遮挡最严重的AP；
S6：过滤掉该AP后利用剩下的AP按照优先选择波动最小的前m个AP进行定位；
S7：接着根据查询到的采样点个数这一反馈信息来决定是否利用剩余的(n-m-1)个AP进行定位；
以上，n＞m，且n，m为正整数；接入点AP采用相互间隔(360/n)°角组成圆环的布局方式，且部署位置位于定位区域的周边区域；所述步骤S5包括根据接入点AP的布局和终端设备的方位数据来过滤掉遮挡最严重的某个接入点AP信号，在剩下的接入点AP信号中按照优先选择波动最小的前m个AP信号进行定位；对于采集到的数据初步处理时先采用求众数操作，然后在数据的滤波处理时采用卡尔曼滤波。
CN201610571752.2A 2016-07-20 2016-07-20 一种方位优先的位置指纹室内定位方法 Active CN106231564B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610571752.2A CN106231564B (zh) 2016-07-20 2016-07-20 一种方位优先的位置指纹室内定位方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610571752.2A CN106231564B (zh) 2016-07-20 2016-07-20 一种方位优先的位置指纹室内定位方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106231564A CN106231564A (zh) 2016-12-14
CN106231564B true CN106231564B (zh) 2019-11-12

Family

ID=57532551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610571752.2A Active CN106231564B (zh) 2016-07-20 2016-07-20 一种方位优先的位置指纹室内定位方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106231564B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023031013A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 Signify Holding B.V. A control device for determining a relative position of a mobile device relative to a user body and a method thereof

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107949053B (zh) * 2017-10-10 2020-11-27 深圳数位传媒科技有限公司 定位方法、终端及计算机可读存储介质
CN107977270A (zh) * 2017-11-22 2018-05-01 用友金融信息技术股份有限公司 对等资源分配方法、对等资源分配系统及计算机装置
CN111356104A (zh) * 2020-03-09 2020-06-30 广州迈傲信息科技有限公司 一种基于无线信标位置感知的定位方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102395100A (zh) * 2011-09-01 2012-03-28 中国科学院软件研究所 一种抗人身遮挡的指纹定位方法及系统
CN103561380A (zh) * 2013-08-19 2014-02-05 北京邮电大学 位置指纹定位方法及装置
CN104144495A (zh) * 2014-07-04 2014-11-12 中国科学院光电研究院 一种基于方向传感器与wlan网络的指纹定位方法
CN104540219A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 北京工业大学 一种低复杂度的Wi-Fi指纹室内定位方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9198003B2 (en) * 2013-01-31 2015-11-24 Apple Inc. Survey techniques for generating location fingerprint data

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102395100A (zh) * 2011-09-01 2012-03-28 中国科学院软件研究所 一种抗人身遮挡的指纹定位方法及系统
CN103561380A (zh) * 2013-08-19 2014-02-05 北京邮电大学 位置指纹定位方法及装置
CN104144495A (zh) * 2014-07-04 2014-11-12 中国科学院光电研究院 一种基于方向传感器与wlan网络的指纹定位方法
CN104540219A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 北京工业大学 一种低复杂度的Wi-Fi指纹室内定位方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
动态环境中的WiFi指纹自适应室内定位方法;陈斌涛等;《传感器技术学报》;20150515;第28卷(第5期);第733页2.1节、2.2节以及图2 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023031013A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 Signify Holding B.V. A control device for determining a relative position of a mobile device relative to a user body and a method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN106231564A (zh) 2016-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106231564B (zh) 一种方位优先的位置指纹室内定位方法
CN102932911B (zh) 位置指纹定位方法及定位系统
CN106899930B (zh) 指纹数据库构建方法、定位方法及装置
CN104869639B (zh) 一种室内定位方法和装置
CN103298106B (zh) 能够执行增强指纹映射和位置识别的无线通信装置
CN1818712A (zh) 地理定位服务
CN105282758A (zh) WiFi室内定位系统指纹数据库自适应动态构建方法
KR101154732B1 (ko) 신뢰도 기반의 무선랜 ａｐ를 이용한 무선 디바이스의 실시간 위치 추적 시스템 및 방법
CN109275095A (zh) 一种基于蓝牙的室内定位系统、定位设备和定位方法
CN105263118A (zh) 一种用户终端的定位方法和用户终端
CN102695272B (zh) 一种匹配定位的方法和移动终端
CN104796980A (zh) 适用于不同型号智能终端的wlan室内定位校准方法
CN104661303B (zh) 用于确定无线局域网设备位置的系统和方法
CN107820314B (zh) 基于AP选择的Dwknn位置指纹定位方法
CN106535113B (zh) 确定可信wifi接入点的方法、装置及设备定位方法
CN110850363B (zh) 一种基于实时定位轨迹数据进行动态滤波优化的方法
CN106255062A (zh) 一种室内定位系统位置指纹库的构建方法和装置
CN104333906A (zh) 一种基于室内无线信号的定位系统和方法
CN106303942B (zh) 一种无线网络指纹信号的处理方法及装置
CN102480784A (zh) 一种指纹定位误差的评估方法和系统
CN106255054A (zh) 确定移动终端定位间隔的方法、移动终端及服务器
CN109511085A (zh) 一种基于MeanShift和加权k近邻算法的UWB指纹定位方法
KR20120085329A (ko) 기준 포지션과 포지션의 대응 관계를 결정하기 위한 장치 및 방법
CN105163382A (zh) 一种室内区域定位优化方法及系统
CN110351660A (zh) 一种基于双步指纹匹配架构的蓝牙室内定位方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant