CN109889983A - 一种室内定位方法、装置、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种室内定位方法、装置、设备和系统，该方法包括：获取终端反馈的插补指纹信息；根据所述插补指纹信息和校正前基础指纹信息，计算得到校正后基础指纹信息；根据校准指纹信息和所述校正后基础指纹信息，生成校正后定位指纹库，以便基于所述校正后定位指纹库对终端进行室内定位。通过获取终端反馈的插补指纹信息；然后根据所述插补指纹信息和校正前基础指纹信息，计算得到校正后基础指纹信息；根据校准指纹信息和所述校正后基础指纹信息，生成校正后定位指纹库。通过校准指纹信息对基础指纹信息进行校正优化，利用校正后定位指纹库对终端进行室内定位，能够有效提高定位精准度。

Description

一种室内定位方法、装置、设备和系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种室内定位方法、装置、设备和系统。

背景技术

全球卫星导航系统给我们的日常生活带来诸多便利，但其仅限于室外开阔环境下的动态定位。由于室内环境对无线电信号传播有诸多影响且本身环境复杂多变，卫星导航系统不再适用室内环境。

现有技术中，室内定位技术采用的手段有WIFI定位、蓝牙定位、RFID定位、计算机视觉定位、超宽带定位、惯性传感器定位等。基于室内环境本身的复杂性，单一的室内定位方式很难提供稳定精确的定位服务；同时，室内定位系统部署维护繁杂，定位服务又需要能够即时适应室内环境的变化。由于智能终端的普及，WIFI、蓝牙、惯性传感器基本以成为标配。为对智能终端室内定位技术的实现提供了可能，但是定位精度和稳定性不是很好。

基于此，需要一种可动态调整的自适应室内定位的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种室内定位方法、装置、设备和系统，本发明需要一种可动态调整的自适应室内定位的技术方案。

第一方面，本发明实施例提供一种室内定位方法，包括：

获取终端反馈的插补指纹信息；

根据所述插补指纹信息和校正前基础指纹信息，计算得到校正后基础指纹信息；

根据校准指纹信息和所述校正后基础指纹信息，生成校正后定位指纹库，以便基于所述校正后定位指纹库对终端进行室内定位。

进一步地，校正后定位指纹库生成方式包括：

获取校正中指纹信息；

根据所述终端的终端硬件信息，确定对应的终端权重；

根据所述校正中指纹信息和所述终端权重，生成所述校正后基础指纹信息；

基于所述校正后基础指纹信息和所述校准指纹信息，生成所述校正后定位指纹库。

进一步地，所述获取校正中指纹信息，包括：

获取所述校准指纹信息；

获取所述终端提供的校准定位基站的校准信标信号向量；

基于所述校准指纹信息，查询所述校准信标信号向量对应的校准位置信息；

根据获取到的惯性参数，对所述校准位置信息进行校准，获得校准后的校正中位置信息；其中，所述惯性参数通过惯性传感器采集获得；

通过所述基础定位基站获取所述校正中位置信息对应的校正中信标信号向量。

进一步地，所述根据所述校正中指纹信息、所述终端权重，生成所述校正后基础指纹信息，包括：

根据所述校正中指纹信息，进行插补计算，获得插补指纹信息；

根据所述插补指纹信息、所述终端权重和校正前基础指纹信息，计算得到所述校正后基础指纹信息。

进一步地，所述根据所述插补指纹信息、所述终端权重和校正前基础指纹信息，计算得到所述校正后基础指纹信息，包括：

RSSI_i表示所述校正后基础指纹信息，W_i表示所述权重，表示所述插补指纹信息，表示所述校正前基础指纹信息。

第二方面，本发明实施例提供一种室内定位方法，所述方法包括：

获取校正后定位指纹库；其中，所述校正后定位指纹库包括：校准指纹信息和校正后基础指纹信息；

获取基础定位基站的基础信标信号向量；

根据所述基础信标信号向量，通过所述校正后定位指纹库查询终端位置信息。

进一步地，校正后定位指纹库根据第一方面所述的室内定位方法生成。

第三方面，本发明实施例提供一种室内定位的装置，包括：

获取模块，获取终端反馈的插补指纹信息；

计算模块，根据所述插补指纹信息和校正前基础指纹信息，计算得到校正后基础指纹信息；

生成模块，根据校准指纹信息和所述校正后基础指纹信息，生成校正后定位指纹库，以便基于所述校正后定位指纹库对终端进行室内定位。

第四方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器；其中，

所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的室内定位方法。

第五方面，本发明实施例提供一种室内定位系统，包括：

基础定位基站，用于向终端提供基础信标信号向量；

校准定位基站，用于向所述终端提供校准信标信号向量

服务器，用于计算和存储定位指纹库；

终端，用于获取所述基础定位基站的所述基础信标信号向量和所述校准定位基站的所述校准信标信号向量，向所述服务器反馈插补指纹信息。

基于上述实施例，本发明通过获取终端反馈的插补指纹信息；然后根据所述插补指纹信息和校正前基础指纹信息，计算得到校正后基础指纹信息；根据校准指纹信息和所述校正后基础指纹信息，生成校正后定位指纹库。通过校准指纹信息对基础指纹信息进行校正优化，利用校正后定位指纹库对终端进行室内定位，能够有效提高定位精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种室内定位方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种室内定位方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种室内定位装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种室内定位系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

另外，下述各方法实施例中的步骤时序仅为一种举例，而非严格限定。

本发明提供一种室内定位方法，该方法适用于具有WiFi、蓝牙、惯性传感器等至少一种功能的终端在室内进行定位的方法。为了满足对终端的定位需求，还需要定位基站支持，比如，WiFi信号源、蓝牙功能模块等等。该方法可实现对终端进行室内定位，无需依赖GPS等定位系统。

本发明实施例提供一种室内定位方法，如图1所示，该方法的执行主体可以是服务器，该方法包括以下步骤：

101：获取终端反馈的插补指纹信息。

如前文所述可知，终端可以是具有WiFi、蓝牙等功能的智能终端，比如智能手机、平板电脑、可穿戴设备等等。这里所说的插补指纹信息可以理解为包括插补信标信号向量和对应的插补位置信息，该插补指纹信息是利用插补算法对终端采集到的指纹信息进行处理后得到的，具体插补算法处理过程讲在下面实施例中具体叙述。

102：根据所述插补指纹信息和校正前基础指纹信息，计算得到校正后基础指纹信息。

为了获得更加精准的室内定位结果，需要根据预设周期对服务器中的指纹库进行更新，比如，可以在每次有终端请求定位的时候，都对服务器中的指纹库进行更新，以便下一次请求定位的终端能够获得更加准去的定位结果。

具体来说，假设当前服务器中存储的是校正前基础指纹信息，通过终端又获得了插补指纹信息，根据插补指纹信息，对当前服务器中存储的校正前基础指纹信息进行校正，需要说明的是，在本申请技术方案中，只对基础指纹信息进行校正，校准指纹信息则不按照周期进行校正。若在使用过程中发现校准定位基站对应的校准指纹信息不准确，则需要工作人员有针对性的进行校正修改。

103：根据校准指纹信息和所述校正后基础指纹信息，生成校正后定位指纹库，以便基于所述校正后定位指纹库对终端进行室内定位。

在实际应用中，对终端进行定位时，需要根据终端接收到的基础信标信号向量去查询指纹库中的校正后基础指纹信息，从而确定对应的位置信息。通过对基础指纹信息进行优化校正，可以有效提升对终端定位的准确率。

在本发明的一个或者多个实施例中，校正后定位指纹库生成方式包括：获取校正中指纹信息；根据所述终端的终端硬件信息，确定对应的终端权重；根据所述校正中指纹信息和所述终端权重，生成所述校正后基础指纹信息；基于所述校正后基础指纹信息和所述校准指纹信息，生成所述校正后定位指纹库。

这里所说的终端硬件信息，比如可以是硬件终端的设备编码，不同设备具有不同的编码，不同编码对应着不同的终端权重。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述获取校正中指纹信息，具体可以包括：获取所述校准指纹信息；获取所述终端提供的校准定位基站的校准信标信号向量；基于所述校准指纹信息，查询所述校准信标信号向量对应的校准位置信息；根据获取到的惯性参数，对所述校准位置信息进行校准，获得校准后的校正中位置信息；其中，所述惯性参数通过惯性传感器采集获得；通过所述基础定位基站获取所述校正中位置信息对应的校正中信标信号向量。

在对基础指纹信息进行校正时，通过终端获取到校准定位基站的校准信标信号向量，进一步通过查询校准指纹信息，确定对应的校准位置信息。同时，还可以通过终端中的惯性传感器获取到惯性参数，利用惯性参数对校准位置信息进行初步处理，得到校正中位置信息。进一步通过终端获取到对应于校正中位置信息的校正中信标信号向量。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述根据所述校正中指纹信息、所述终端权重，生成所述校正后基础指纹信息，具体可以包括：根据所述校正中指纹信息，进行插补计算，获得插补指纹信息；根据所述插补指纹信息、所述终端权重和校正前基础指纹信息，计算得到所述校正后基础指纹信息。

具体来说，所述根据所述插补指纹信息、所述终端权重和校正前基础指纹信息，计算得到所述校正后基础指纹信息，包括：

假设，K为网格坐标(x,y)，

W＝W₀,W₁,…,W_l]，

N＝[RSSI₀,RSSI₁,…,RSSI_l]。

RSSI_i表示所述校正后基础指纹信息，W_i表示所述权重，表示所述插补指纹信息，表示所述校正前基础指纹信息。

基于同样的思路，本发明实施例还提供一种室内定位方法，如图2所示，所述方法包括：

201：获取校正后定位指纹库；其中，所述校正后定位指纹库包括：校准指纹信息和校正后基础指纹信息；

202：获取基础定位基站的基础信标信号向量；

203：根据所述基础信标信号向量，通过所述校正后定位指纹库查询终端位置信息。

进一步地，校正后定位指纹库根据前文实施例中所述的室内定位方法生成。

基于同样的思路，本发明实施例还提供一种室内定位的装置，如图3所示，该装置包括：

获取模块31，用于获取终端反馈的插补指纹信息；

计算模块32，用于根据所述插补指纹信息和校正前基础指纹信息，计算得到校正后基础指纹信息；

生成模块33，用于根据校准指纹信息和所述校正后基础指纹信息，生成校正后定位指纹库，以便基于所述校正后定位指纹库对终端进行室内定位。

进一步地，生成模块31用于根据所述终端的终端硬件信息，确定对应的终端权重；

根据所述校正中指纹信息和所述终端权重，生成所述校正后基础指纹信息；

基于所述校正后基础指纹信息和所述校准指纹信息，生成所述校正后定位指纹库。

进一步地，生成模块33用于获取所述校准指纹信息；

获取所述终端提供的校准定位基站的校准信标信号向量；

基于所述校准指纹信息，查询所述校准信标信号向量对应的校准位置信息；

根据获取到的惯性参数，对所述校准位置信息进行校准，获得校准后的校正中位置信息；其中，所述惯性参数通过惯性传感器采集获得；

通过所述基础定位基站获取所述校正中位置信息对应的校正中信标信号向量。

进一步地，生成模块33用于根据所述校正中指纹信息，进行插补计算，获得插补指纹信息；

根据所述插补指纹信息、所述终端权重和校正前基础指纹信息，计算得到所述校正后基础指纹信息。

进一步地，所述根据所述插补指纹信息、所述终端权重和校正前基础指纹信息，计算得到所述校正后基础指纹信息，包括：

RSSI_i表示所述校正后基础指纹信息，W_i表示所述权重，表示所述插补指纹信息，表示所述校正前基础指纹信息。

基于同样的思路，本发明实施例还提供一种电子设备，包括：存储器、处理器；其中，

所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现如前文实施例中所述的室内定位方法。

基于同样的思路，本发明实施例还一种室内定位系统，如图4所示，该系统包括：

基础定位基站41，用于向终端提供基础信标信号向量；

校准定位基站42，用于向所述终端提供校准信标信号向量

服务器43，用于计算和存储定位指纹库；

终端44，用于获取所述基础定位基站的所述基础信标信号向量和所述校准定位基站的所述校准信标信号向量，向所述服务器反馈当前基础指纹信息。

该系统由基础定位基站、校准定位基站、服务器、终端组成。基础定位基站一般由WIFI热点或蓝牙信标组成，覆盖室内需要定位服务的整个区域，提供基础定位信标服务。

校准定位基站一般部署在室内的关键位置，提供小范围较精确的定位信息，主要用于校准工作，只在关键位置才能获取到信标服务。在关键位置(比如环境不易变化的区域，走廊入口等位置)部署校准定位基站，则根据该区域接收到的多个基站信号，可以很精确的获取该区域的具体位置。

服务器提供校正前和校正后的定位指纹库的存储、计算、更新、下载服务。其中，定位指纹信息包括基础定位指纹信息和校准定位指纹信息，其中基础定位指纹信息可以自适应更新，而校准定位指纹信息是部署在关键位置的较固定位置的指纹信息，不随反馈而变化。

终端，通过接收定位基站信号并与从定位服务器下载的定位指纹匹配获取定位信息；同时，具备相应硬件条件的终端也能够反馈自身获取到的信标信号向量和位置信息到服务器中。服务器能够根据终端反馈的定位信息动态的更新定位指纹信息。

本专利指的定位过程是指根据获取到的定位信标信号查询定位指纹信息从而对划分为网格的室内区域进行位置标注。而定位指纹信息是指所划分的室内网格区域内的信标信号向量与位置映射关系的集合。

例如，如图4所示，终端包含反馈定位引擎，从定位服务器获取校准定位指纹信息(D)；接收到的校准定位基站的校准信标信号向量(E)；根据(D、E)计算获取关键点位置的位置信息(F)；从已知关键点位置(F)出发根据惯性传感器获取到校正中位置信息(G)；获取位置(G)所在的校正中信标信号向量(H)；定期返回一个时间段内经过的位置的(G、H)校正中指纹信息。

终端定期给服务器的反馈其采集的校正中指纹信息，例如，定位引擎计算的经过校正中位置信息(G)；在校正中位置信息(G)获取到的校正中信标信号向量(H)；终端的硬件信息(I)。

服务器定期从终端反馈的信息中获取信息并重新计算基础定位指纹：根据反馈的终端的硬件信息(I)确定反馈指纹信息的终端权重(W)；根据终端反馈的校正中位置信息(G)和校正中信标信号向量(H)进行插补获取插补后的插补位置信息(K)和插补信标信号向量(L)；根据插补后的指纹信息(K、L)和终端权重(W)和服务器中的存储的对应位置的指纹信息(M)计算网格位置(K)对应的定位指纹信息(N)并更新到服务器中。

基于上述实施例，本发明通过获取终端反馈的插补指纹信息；然后根据所述插补指纹信息和校正前基础指纹信息，计算得到校正后基础指纹信息；根据校准指纹信息和所述校正后基础指纹信息，生成校正后定位指纹库。通过校准指纹信息对基础指纹信息进行校正优化，利用校正后定位指纹库对终端进行室内定位，能够有效提高定位精准度。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种室内定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获取终端反馈的插补指纹信息；

根据所述插补指纹信息和校正前基础指纹信息，计算得到校正后基础指纹信息；

根据校准指纹信息和所述校正后基础指纹信息，生成校正后定位指纹库，以便基于所述校正后定位指纹库对终端进行室内定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，校正后定位指纹库生成方式包括：

获取校正中指纹信息；

根据所述终端的终端硬件信息，确定对应的终端权重；

根据所述校正中指纹信息和所述终端权重，生成所述校正后基础指纹信息；

基于所述校正后基础指纹信息和所述校准指纹信息，生成所述校正后定位指纹库。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取校正中指纹信息，包括：

获取所述校准指纹信息；

获取所述终端提供的校准定位基站的校准信标信号向量；

基于所述校准指纹信息，查询所述校准信标信号向量对应的校准位置信息；

根据获取到的惯性参数，对所述校准位置信息进行校准，获得校准后的校正中位置信息；其中，所述惯性参数通过惯性传感器采集获得；

通过所述基础定位基站获取所述校正中位置信息对应的校正中信标信号向量。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述校正中指纹信息、所述终端权重，生成所述校正后基础指纹信息，包括：

根据所述校正中指纹信息，进行插补计算，获得插补指纹信息；

根据所述插补指纹信息、所述终端权重和校正前基础指纹信息，计算得到所述校正后基础指纹信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述插补指纹信息、所述终端权重和校正前基础指纹信息，计算得到所述校正后基础指纹信息，包括：

RSSI_i表示所述校正后基础指纹信息，W_i表示所述权重，表示所述插补指纹信息，表示所述校正前基础指纹信息。

6.一种室内定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获取校正后定位指纹库；其中，所述校正后定位指纹库包括：校准指纹信息和校正后基础指纹信息；

获取基础定位基站的基础信标信号向量；

根据所述基础信标信号向量，通过所述校正后定位指纹库查询终端位置信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，校正后定位指纹库根据权利要求1至5中任一项所述的室内定位方法生成。

8.一种室内定位的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取终端反馈的插补指纹信息；

计算模块，用于根据所述插补指纹信息和校正前基础指纹信息，计算得到校正后基础指纹信息；

生成模块，用于根据校准指纹信息和所述校正后基础指纹信息，生成校正后定位指纹库，以便基于所述校正后定位指纹库对终端进行室内定位。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器；其中，

所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的室内定位方法。

10.一种室内定位系统，其特征在于，包括：

基础定位基站，用于向终端提供基础信标信号向量；

校准定位基站，用于向所述终端提供校准信标信号向量

服务器，用于计算和存储定位指纹库；

终端，用于获取所述基础定位基站的所述基础信标信号向量和所述校准定位基站的所述校准信标信号向量，向所述服务器反馈插补指纹信息。