[发明专利]一种室内定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信网络，特别涉及室内定位方法及系统。

背景技术

随着WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)和WSN(Wireless Sensor Network，无线传感网络)的发展普及，室内定位在商业、公共安全和军事上的应用成为研究热点，如将WSN部署在工业现场，监测设备运行情况，部署在仓库跟踪物流动态，甚至临时快速部署在火灾救护现场为消防员提供最优路线导航。基于广泛普及的WLAN、Wi-Max(wo rldwide interoperability for microwave access，全球通用微波通信技术)等的已有硬件设施，通过增添软件模块提供多样的室内定位服务也有众多尝试。

由于RSSI(Received signal strength index，接收信号强度指示)无需额外的硬件装置，成本低，能满足大规模应用要求，目前，室内定位大多采用基于RSSI的定位方式。

根据是否需要通过物理手段直接测量节点间距离，RSSI定位技术可用于基于测距和非测距两类算法。基于测距的算法需要获取节点间的距离，即已知发射信号强度，接收节点根据收到的信号强度，计算信号在传播过程中的损耗，使用理论或经验的信号传播模型将传播损耗转化为距离。但是，室内环境相对复杂，信号微弱，且多径、反射现象严重，测距过程很容易受其影响产生测距误差，且由此带来的定位误差容易造成累积，影响定位精度。

非测距方式采用基于位置指纹匹配实现定位。基于位置指纹匹配的室内定位大致分为离线采样阶段和在线定位两个阶段。离线采样阶段的目标是构建一个关于信号强度与采样点位置间关系的位置指纹数据库。为了生成该数据库，操作人员需要在被定位环境里确定若干采样点，然后遍历所有采样点，记录下在每个采样点测量的无线信号特征，即来自所有接入点的信号强度，最后将它们以某种方式保存在数据库中。在线定位阶段时，当用户移动到某一位置时，根据实时收到的信号强度信息，利用定位算法将其与位置指纹数据库中的信息匹配，计算出该用户的位置。基于位置指纹的定位无需测量距离，也不需要考虑测距误差问题，在成本和功耗方面与前者相比具有显著优势。

但是，上述基于采样点的匹配定位算法存在弊端，定位数据的匹配通过遍历所有的采样点与某一个采样点进行距离的计算，一旦采样点个数增多或待定位终端收到的信号强度波动较大，匹配准确率就会大大下降。

发明内容

为了解决上述基于采样点的匹配定位算法存在的弊端，本发明实施例提供了一种室内定位方法，所述技术方案如下：根据定位精度需求，对室内相应区域进行单元网格划分，为所述单元网格设置属性，并将所述单元网格的属性存入位置指纹数据库；布设多个信标节点，确保各个网格内接收信号强度有一定差异；在所述单元网格内确定多个参考点，采集所述参考点处接收到的所述信标节点的信号强度作为指纹存八位置指纹数据库；将待定位终端接收到的所述信标节点的信号强度与所述位置指纹数据库中各网格的位置指纹进行匹配，得到待定位终端的位置信息。

本发明实施例提供了一种室内定位系统。该系统包括：

网格划分装置，用于根据定位精度需求，对室内相应区域进行单元网格划分，并将网格信息存入位置指纹数据库；

信标布设装置，用于布设多个信标节点，确保各个网格内接收信号强度有一定差异；

参考点确定装置，在所述单元网格内确定多个参考点，采集所述参考点处接收到的所述信标节点的信号强度作为指纹存入位置指纹数据库；

信号强度采集装置，在所述单元网格内确定多个参考点，采集所述参考点处接收到的所述信标节点的信号强度作为指纹存入位置指纹数据库；

终端位置确定装置，用于将待定位终端接收到的所述信标节点的信号强度与所述位置指纹数据库中各网格的位置指纹进行匹配，得到待定位终端的位置信息。

位置指纹数据库，用于存储所述单元网格的属性和位置指纹信息。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过网格划分确定参考点；将采样点扩展到网格，通过与网格内多个参考点进行匹配最终确定待定位终端的位置，将距离的计算从一维扩展到了N维(N视网格内参考点个数而定)，匹配过程更加严谨，匹配准确率有较大提高；采集时在各方向旋转移动，避免采集单向性造成特征值不完备；合理的布设信标，节省冗余的设备并充分的利用信标。

附图说明

图1是本发明实施例1中提供的一种室内定位方法的流程示意图；

图2是本发明实施例2中提供的一种室内定位系统的结构示意图；