CN107920332A - 一种基于无线ap的室内定位导航方法 - Google Patents

Abstract

一种基于无线AP的室内定位导航方法，在室内设置无线AP和无线控制器，并通过缝隙天线组成室内无线通讯网络来实现室内定位和导航系统；通过缝隙天线将无线AP的信号发射天线进行方向性限定，使得无线AP所发出的信号只是朝指定的方向进行传输，并对其它方向进行屏蔽，从而减少信号传输过程中的反射和干扰，增强无线AP的定位和导航能力。所述的将无线AP的信号发射天线进行方向性限定是在无线AP的信号发射天线上罩上一个屏蔽罩，并在所需要传输的方向上开出缝隙，使得无线AP的信号只能从缝隙中发射出来，形成了无线AP的信号的方向性信号传输。

Description

一种基于无线AP的室内定位导航方法

技术领域

本发明涉及到一种室内定位导航方法，尤其是指一种基于无线AP的室内定位导航方法，该种定位导航方法可以更进一步增强室内定位导航系统的定位导航能力；它主要用于各种室内需要进行定位导航的场所中使用，属于无线控制技术领域。

背景技术

室外的定位和导航在人们的生活中使用已经非常广泛，比如基于GPS和北斗的车载导航、手机导航等等。包括美国GPS和中国北斗在内的全球卫星导航系统在当今社会已得到广泛应用。这些系统基本都利用三球交会定位原理来实现空间定位，即移动终端通过测量与多颗卫星间的距离，并结合已知卫星精确的实时位置信息，计算自身的位置。但是，卫星信号功率较低，无法穿透建筑物进入室内，导致室内成为导航盲区。室内的定位和导航由于导航卫星的信号被建筑物屏蔽和衰减，尤其是大型商场和地下停车库，基本都没有导航卫星的信号，所以就不能正常使用定位和导航功能。

所以如何改变这种状况仍值得人们去研究和探讨。近十多年来，为了解决卫星导航“最后1米”的问题，谷歌、苹果、百度等多家巨头都在布局室内定位，各大研究机构一直在寻求技术突破，包括蓝牙、WIFI、ZigBee、射频、红外线、LED、UWB、超声波、地磁等室内定位技术层出不穷。特别是苹果公司，一直在积极推动iBeacon蓝牙技术的应用，希望将其打造成室内定位行业全球技术规范。然而，现实与期望总是相距太远。包括iBeacon在内的这些室内定位技术都需要定制专门的发射及接收终端，铺设及后期维护成本较高，定位不稳定，精度较低，而且与室外导航系统完全不兼容。以iBeacon为例，基于此技术的室内导航App很多已处于停滞或弃用状态。

通过检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201611041192.6，名称为“基于超高频RFID的地下停车场车位引导系统”的发明专利，该专利公开了一种基于超高频RFID的地下停车场车位引导系统。其包括停车卡片、识别码、多个RFID一体机、交换机、本地数据终端模块、云平台和手机APP模块，停车卡片上均设置有识别码，多个RFID一体机通过识别码读取停车卡信息，多个RFID一体机的输出端通过网络连接交换机，交换机的输出端连接本地数据终端模块，本地数据终端模块的输出端连接云平台，云平台通过网络信号连接手机APP模块。该系统可以对车位进行定点定位，通过手机APP提前告知车主所处位置，并引导车主驶入停车位，车主只需听从手机语音信息的引导，无需观察寻找停车位，提高了停车效率和驾驶安全性。

2、专利号为CN201610164042.8，名称为“一种基于ZigBee指纹定位技术的地下停车场寻车系统及控制方法” 的发明专利，该专利公开了一种基于ZigBee指纹定位技术的大型地下停车场寻车系统，帮助车主泊车离开，长时间返回停车场后，能够快速找到自己的停车位，提升停车场的使用效率，节省车主的时间与精力；该发明能尽快帮助车主找到自己的停车位，节省了车主的时间和精力，也提高了提车场的使用效率；提高了寻车的自动化程度，自动实现在位登记（绑定）、定位和离开注销（去绑定）过程。最大程度地减少了车主寻车过程的手动操作过程；考虑了多人同时泊车和多人同时寻车时的情况，超声波测距传感器准确检测出停车位的同时，ZigBee无线网络节点定位手持停车卡，并将两者绑定，避免多人同时停车时，车位与停车卡绑定混乱。

3、专利号为CN201010501388.5， 名称为“地下停车场车辆位置自动回应系统与方法”的发明专利，该专利公开了一种汽车工程中的控制技术领域的地下停车场车辆位置自动回应系统与方法，系统包括：图像传感器、信号处理器、车载GPRS终端器、GPRS手机和GPRS无线网络。方法包括：系统预想初始化设置：对车载GPRS终端器和手机进行初始化和完成点对点通信设置通信地址和数据信息约定；GPRS手机向车载GPRS终端器发送查询车辆位置指令，要求回复自家车辆停放位置信息；车载GPRS终端器接受指令并对车辆位置信息进行整理；GPRS终端器向GPRS手机发送字符信息与图像。该发明的车主可以根据收到的图像与短信所提供的最接近自家车辆的车位信息找到车辆，解决了因事先未留意自家车辆的停放位置，结果遇到找车困难甚至无法寻找所造成的诸多不便问题，因此能够让车主出行十分省心和方便。

上述这些专利虽然都涉及到地下停车场停车引导，其中名称为“基于超高频RFID的地下停车场车位引导系统”，专利号为CN201611041192.6的发明专利还涉及到了多个RFID一体机的输出端通过网络连接交换机，交换机的输出端连接本地数据终端模块，本地数据终端模块的输出端连接云平台，云平台通过网络信号连接手机APP模块，但都没有解决室内的定位和导航由于导航卫星的信号被建筑物屏蔽和衰减的问题，所以前面所述的问题仍然存在，仍有待进一步加以改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有室内定位和导航由于导航卫星的信号被建筑物屏蔽和衰减所存在的问题，提出一种新的室内定位和导航方法，该室内定位和导航方法可以有效改善导航卫星的信号被建筑物屏蔽和衰减的问题，提高导航卫星的信号室内定位和导航的能力。

为了达到这一目的，本发明提供了一种基于无线AP的室内定位导航方法，在室内设置无线AP和无线控制器，并通过缝隙天线组成室内无线通讯网络来实现室内定位和导航系统；通过缝隙天线将无线AP的信号发射天线进行方向性限定，使得无线AP所发出的信号只是朝指定的方向进行传输，并对其它方向进行屏蔽，从而减少信号传输过程中的反射和干扰，增强无线AP的定位和导航能力。

进一步地，所述的将无线AP的信号发射天线进行方向性限定是在无线AP的信号发射天线上罩上一个屏蔽罩，并在所需要传输的方向上开出缝隙，使得无线AP的信号只能从缝隙中发射出来，形成了无线AP的信号的方向性信号传输。

进一步地，所述的缝隙是在无线AP的信号发射天线上的屏蔽罩上沿着无线AP的信号发射天线设置屏蔽套，屏蔽套只在无线AP的信号发射天线顶部留有缝隙，使得无线AP的信号只能从无线AP的信号发射天线顶部发射出去，实现向天线顶部方向传输信号。

进一步地，所述的缝隙是在无线AP的信号发射天线上罩上屏蔽罩，在屏蔽罩的侧面开有对称通过的缝隙，使得无线AP的信号只能从屏蔽罩的侧面开有对称通过的缝隙发射出去，实现向天线两边传输信号。

进一步地，所述的缝隙是在无线AP的信号发射天线上罩上屏蔽罩，在屏蔽罩的侧面和顶面开有一道缝隙槽，使得无线AP的信号只能从屏蔽罩的侧面开有缝隙槽发射出去，实现向天线两边和顶面的传输信号。

进一步地，所述的缝隙是孔或槽，其中孔为圆形、椭圆或多边形的孔，槽为开放式槽或半封闭槽。

进一步地，所述的室内定位和导航系统是由无线AP控制器和多个无线AP组成无线局域网，多个无线AP之间由缝隙天线进行信号传输连接；缝隙天线的缝隙相互对准需要连接的方向，使无线信号相互连接组成无线网络；当有无线上网设备（如智能手机）进入该网络，会通过WIFI信号与网络接通，通过WIFI与网络通讯，进行定位和导航。

进一步地，所述的室内定位和导航系统进行室内定位导航时，由无线AP控制器对每个不同的无线AP分配一个地址码，对应在导航地图不同的位置，并对每个无线AP设置相同的发射功率（根据实际情况个别的需要相应调整）；当有无线上网设备进入网络，将通过WIFI连接由无线AP控制器和多个无线AP组成无线局域网，通过无线局域网进行定位导航。

进一步地，所述的通过无线局域网进行定位导航是由无线上网设备首先会得到无线AP控制器发给的室内导航地图，并在屏幕上显示导航地图，选择所需要的操作后，无线上网设备程序会对与其相连接的多个无线AP信号强度进行比对和计算，最后确定其所在位置，取得定位数据，并在无线上网设备的室内导航地图上显示和指引导航到需要去的地方。

进一步地，所述的基于无线AP的室内定位导航方法的用于地下和室内停车场、大型商场柜台导购和大型超市商品位置导航；在定位导航的同时可植入有商场或商品广告，优惠信息。

本发明的优点在于：

本发明采用无线AP和无线控制器通过缝隙天线组成室内无线通讯网络来达到室内定位和导航的应用，这样可以大大减少信号的反射和干扰。由于室内反射无线信号的物体较多，造成无线信号多次反射和衰减，造成信号的干扰和稳定性差，这对于建设室内定位装置和建立定位数学模型是有很大影响的，所以造成室内定位装置复杂，设备造价高，维护强度大，定位准确率不高，而影响了实际应用。无线AP在组网时都是有发射和接收天线的，现在的天线设计都是360°全方向发射的，会遇到周边墙壁和其他物体的反射和衰减，造成定位误差等问题。采用缝隙天线后，无线信号会在有缝隙部分发射和接收信号，供无线AP和用户手机等设备进行连接。而没有缝隙的那些角度的无线信号都进行了屏蔽，没有无线信号的发射和接收，大大减少了信号的反射和干扰。

附图说明

图1是本发明系统原理示意图；

图2是本发明无线AP一种结构示意图；

图3是本发明无线AP另一种结构示意图；

图4是本发明无线AP另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

通过附图1可以看出，本发明涉及一种基于无线AP的室内定位导航方法，在室内设置无线接入点1（简称：无线AP）和无线接入点控制器2，并通过缝隙天线3组成室内无线通讯网络来实现室内定位和导航系统；通过缝隙天线3将无线接入点1的信号发射天线4进行方向性限定，使得无线接入点1所发出的信号只是朝指定的方向进行传输，并对其它方向进行屏蔽，从而减少信号传输过程中的反射和干扰，增强无线接入点1的定位和导航能力。

进一步地，所述的将无线接入点1的信号发射天线进行方向性限定是在无线接入点1的信号发射天线4上罩上一个屏蔽罩5，并在屏蔽罩5所需要传输的方向上开出缝隙6，使得无线接入点1的信号只能从缝隙6中发射出来，形成了无线接入点1的信号的方向性信号传输。

进一步地，所述的缝隙6是在无线接入点1的信号发射天线上的屏蔽罩5上沿着无线接入点1的信号发射天线设置屏蔽罩5，屏蔽罩5只在无线接入点1的信号发射天线顶部留有顶面缝隙10，使得无线接入点1的信号只能从无线接入点1的信号发射天线顶部的顶面缝隙6发射出去，实现向天线顶部方向传输信号。

进一步地，所述的缝隙6是在无线接入点1的信号发射天线上罩上屏蔽罩5，在屏蔽罩5的侧面开有对称通过的侧缝隙11，使得无线接入点1的信号只能从屏蔽罩的侧面开有对称通过的侧缝隙11发射出去，实现向天线两边传输信号。

进一步地，所述的缝隙6是在无线接入点1的信号发射天线上罩上屏蔽罩5，在屏蔽罩5的侧面和顶面开有一条从顶面到侧面的缝隙槽12，使得无线接入点1的信号只能从屏蔽罩顶面到侧面的缝隙槽12发射出去，实现向天线侧两面和顶面的传输信号。

进一步地，所述的缝隙6是孔或槽，其中孔为圆形、椭圆或多边形的孔，槽为开放式槽或半封闭槽。

进一步地，所述的室内定位和导航系统是由无线接入点（无线AP）控制器和多个无线接入点1组成无线局域网，多个无线接入点1之间由缝隙天线3进行信号传输连接，其中包括顶面开有缝隙的顶面无线接入点7和侧面开有缝隙的侧面无线接入点8；无论是顶面无线接入点7还是侧面无线接入点8的缝隙天线3的缝隙6相互对准需要连接的方向，使无线信号相互连接组成无线网络；当有无线上网设备9（如智能手机）进入该网络，会通过WIFI信号与网络接通，通过WIFI与网络通讯，进行定位和导航。

进一步地，所述的室内定位和导航系统进行室内定位导航时，由无线接入点1控制器对每个不同的无线接入点1分配一个地址码，对应在导航地图不同的位置，并对每个无线接入点1设置相同的发射功率（根据实际情况个别的需要相应调整）；当有无线上网设备9进入网络，将通过WIFI连接由无线接入点控制器2和多个无线接入点1组成无线局域网，通过无线局域网进行定位导航。

进一步地，所述的通过无线局域网进行定位导航是由无线上网设备首先会得到无线接入点1控制器发给的室内导航地图，并在屏幕上显示导航地图，选择所需要的操作后，无线上网设备程序会对与其相连接的多个无线接入点1信号强度进行比对和计算，最后确定其所在位置，取得定位数据，并在无线上网设备的室内导航地图上显示和指引导航到需要去的地方。

进一步地，所述的基于无线接入点1的室内定位导航方法的用于地下和室内停车场、大型商场柜台导购和大型超市商品位置导航；在定位导航的同时可植入有商场或商品广告，优惠信息。

实施例二

实施例二与实施例一的原理基本一样，只是系统构成稍微有些不同。为一种基于无线AP的室内定位导航方法，在室内设置无线接入点1（简称：无线AP）和无线接入点控制器2，并通过缝隙天线3组成室内无线通讯网络来实现室内定位和导航系统；通过缝隙天线3将无线接入点1的信号发射天线4进行方向性限定，使得无线接入点1所发出的信号只是朝指定的方向进行传输，并对其它方向进行屏蔽，从而减少信号传输过程中的反射和干扰，增强无线接入点1的定位和导航能力。

只是所述的室内定位和导航系统是由无线接入点（无线AP）控制器和多个无线接入点1组成无线局域网，多个无线接入点1之间由缝隙天线3进行信号传输连接，其中包括屏蔽罩5的顶面开有缝隙的顶面无线接入点7、屏蔽罩5的侧面开有缝隙的侧面无线接入点8和在屏蔽罩5的侧面和顶面开有一条从顶面到侧面的缝隙槽12的环形无线接入点（图1中未显示出）；无论是顶面无线接入点7还是侧面无线接入点8，以及环形无线接入点的缝隙天线3的缝隙6相互对准需要连接的方向，使无线信号相互连接组成无线网络；当有无线上网设备9（如智能手机）进入该网络，会通过WIFI信号与网络接通，通过WIFI与网络通讯，进行定位和导航。

所述的室内定位和导航系统进行室内定位导航时，由无线接入点1控制器对每个不同的无线接入点1分配一个地址码，对应在导航地图不同的位置，并对每个无线接入点1设置相同的发射功率（根据实际情况个别的需要相应调整）；当有无线上网设备进入网络，将通过WIFI连接由无线接入点1控制器和多个无线接入点1组成无线局域网，通过无线局域网进行定位导航。

所述的通过无线局域网进行定位导航是由无线上网设备首先会得到无线接入点1控制器发给的室内导航地图，并在屏幕上显示导航地图，选择所需要的操作后，无线上网设备程序会对与其相连接的多个无线接入点1信号强度进行比对和计算，最后确定其所在位置，取得定位数据，并在无线上网设备的室内导航地图上显示和指引导航到需要去的地方。

所述的基于无线接入点1的室内定位导航方法的用于地下和室内停车场、大型商场柜台导购和大型超市商品位置导航；在定位导航的同时可植入有商场或商品广告，优惠信息。

很显然，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读本发明后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明的优点在于：

本发明采用无线AP和无线控制器通过缝隙天线组成室内无线通讯网络来达到室内定位和导航的应用，这样可以大大减少信号的反射和干扰。由于室内反射无线信号的物体较多，造成无线信号多次反射和衰减，造成信号的干扰和稳定性差，这对于建设室内定位装置和建立定位数学模型是有很大影响的，所以造成室内定位装置复杂，设备造价高，维护强度大，定位准确率不高，而影响了实际应用。无线AP在组网时都是有发射和接收天线的，现在的天线设计都是360°全方向发射的，会遇到周边墙壁和其他物体的反射和衰减，造成定位误差等问题。采用缝隙天线后，无线信号会在有缝隙部分发射和接收信号，供无线AP和用户手机等设备进行连接。而没有缝隙的那些角度的无线信号都进行了屏蔽，没有无线信号的发射和接收，大大减少了信号的反射和干扰。

Claims (10)

1.一种基于无线AP的室内定位导航方法，其特征在于：在室内设置无线AP和无线控制器，并通过缝隙天线组成室内无线通讯网络来实现室内定位和导航系统；通过缝隙天线将无线AP的信号发射天线进行方向性限定，使得无线AP所发出的信号只是朝指定的方向进行传输，并对其它方向进行屏蔽，从而减少信号传输过程中的反射和干扰，增强无线AP的定位和导航能力。

2.如权利要求1所述的基于无线AP的室内定位导航方法，其特征在于：所述的将无线AP的信号发射天线进行方向性限定是在无线AP的信号发射天线上罩上一个屏蔽罩，并在所需要传输的方向上开出缝隙，使得无线AP的信号只能从缝隙中发射出来，形成了无线AP的信号的方向性信号传输。

3.如权利要求2所述的基于无线AP的室内定位导航方法，其特征在于：所述的缝隙是在无线AP的信号发射天线上的屏蔽罩上沿着无线AP的信号发射天线设置屏蔽套，屏蔽套只在无线AP的信号发射天线顶部留有缝隙，使得无线AP的信号只能从无线AP的信号发射天线顶部发射出去，实现向天线顶部方向传输信号。

4.如权利要求2所述的基于无线AP的室内定位导航方法，其特征在于：所述的缝隙是在无线AP的信号发射天线上罩上屏蔽罩，在屏蔽罩的侧面开有对称通过的缝隙，使得无线AP的信号只能从屏蔽罩的侧面开有对称通过的缝隙发射出去，实现向天线两边传输信号。

5.如权利要求2所述的基于无线AP的室内定位导航方法，其特征在于：所述的缝隙是在无线AP的信号发射天线上罩上屏蔽罩，在屏蔽罩的侧面和顶面开有一道缝隙槽，使得无线AP的信号只能从屏蔽罩的侧面开有缝隙槽发射出去，实现向天线两边和顶面的传输信号。

6.如权利要求3至5任意一项权利要求所述的基于无线AP的室内定位导航方法，其特征在于：所述的缝隙是孔或槽，其中孔为圆形、椭圆或多边形的孔，槽为开放式槽或半封闭槽。

7.如权利要求2所述的基于无线AP的室内定位导航方法，其特征在于：所述的室内定位和导航系统是由无线AP控制器和多个无线AP组成无线局域网，多个无线AP之间由缝隙天线进行信号传输连接；缝隙天线的缝隙相互对准需要连接的方向，使无线信号相互连接组成无线网络；当有无线上网设备（如智能手机）进入该网络，会通过WIFI信号与网络接通，通过WIFI与网络通讯，进行定位和导航。

8.如权利要求7所述的基于无线AP的室内定位导航方法，其特征在于：所述的室内定位和导航系统进行室内定位导航时，由无线AP控制器对每个不同的无线AP分配一个地址码，对应在导航地图不同的位置，并对每个无线AP设置相同的发射功率（根据实际情况个别的需要相应调整）；当有无线上网设备进入网络，将通过WIFI连接由无线AP控制器和多个无线AP组成无线局域网，通过无线局域网进行定位导航。

9.如权利要求8所述的基于无线AP的室内定位导航方法，其特征在于：所述的通过无线局域网进行定位导航是由无线上网设备首先会得到无线AP控制器发给的室内导航地图，并在屏幕上显示导航地图，选择所需要的操作后，无线上网设备程序会对与其相连接的多个无线AP信号强度进行比对和计算，最后确定其所在位置，取得定位数据，并在无线上网设备的室内导航地图上显示和指引导航到需要去的地方。

10.如权利要求9所述的基于无线AP的室内定位导航方法，其特征在于：所述的基于无线AP的室内定位导航方法适用于地下和室内停车场、大型商场柜台导购和大型超市商品位置导航；在定位导航的同时植入有商场或商品广告，优惠信息。