[发明专利]基于WiFi以及移动终端的室内定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内实时定位算法,特别是一种基于IEEE802.11无线局域网的室内精确定位算法。

背景技术

目前对于定位技术的需求越来越大。而最普及的定位技术是全球定位系统（GPS），这种技术在室外区域可以获得较好的精度，但是由于这种技术本身实现方式的原因，在室内环境下其定位能力大幅度下降。因此急需寻找一种可行的室内定位方法来弥补全球定位系统的不足。

一种可行的室内定位解决方案是通过基于IEEE802.11无线局域网来实现的。传统的WiFi定位方法通过三角定位法来实现，包括基于到达时间，基于到达时间差，基于到达角度等方法。这些方法由于需要特殊设备，以及设备在可视范围内等缺点，很难适用于室内定位。另一种可行的室内定位方法通过指纹来实现，在Bahl,P.和Padmanabhan,V.N.的RADAR:an in-building RF-based user location and tracking system（一种基于射频信号的室内定位与跟踪系统，2000年）中提出通过采集室内环境的各个点收到的信号强度作为指纹，并在最后定位时通过与指纹数据进行比对来实现定位。这种方法大大降低了对硬件的要求，实现了一定的定位精度。但是这种方法同样存在前期指纹采集耗时过多，定位指纹偏移，算法有延迟等问题，无法满足目前的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种基于WiFi以及移动终端的室内定位算法，实现了在算法上弥补指纹定位精度不足的根本问题，克服了由小尺度衰落引起的定位偏差，仅通过修改程序，就达到提高定位精度的效果，实现精确高同步性室内定位。

本发明在输入端加入时间加权平均，减少瞬时抖动带来的误差，在输入与指纹数据库进行比对的算法中加入逐个判断条件以减少数据库比对的时间复杂度，提高算法的速率，加入最近邻算法以及小尺度补偿算法以减少信号强度抖动带来的定位误差，通过对输出位置进行时间加权平均提高定位精度。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：：

一种基于WiFi以及移动终端的室内定位算法，包括如下步骤：

第一步：捕获接入点AP的信号强度；

通过安装在终端上的客户端软件，以一定的频率轮询该终端可接受到的接入点AP信号强度，将捕捉到的接入点AP信号强度信息进行记录，并发送到服务器端；

第二步：时间平滑；

将接收到的信号强度和之前时刻接收到的信号强度作加权平均，以当前时刻的信号强度值作为最大权重，越久之前的权重越小，同时将当前时刻的数据记录到数据库中；

第三步：概率分布查找；

对平滑过的信号强度进行排序，取出信号强度最强的N个，N≥3，通过查找算法在数据库中查找该信号强度对应各个位置的概率；

第四步：计算整个室内空间各个位置的概率分布；

将不同接入点AP的信号强度的概率在同一位置进行整合，即将各个接入点AP在该位置获得当前信号强度的概率相乘，得到终端在该位置的概率；

第五步：根据历史信息排除有明显偏差的结果；

先取出上一时刻的定位结果，然后对上一步输出的各个位置根据概率进行排序，从概率由大到小，与上一时刻的定位结果进行比较，若发现该位置与上一时刻的结果相差过大，则直接舍去该位置，如此重复直至找到足够数量的位置点；

第六步：计算结果；

对获得的数据计算概率和，即将各个位置的坐标乘以该位置的概率，将所有结果相加再除以总概率；

第七步：根据历史信息进行位置平滑；

将该时刻计算出的结果与之前的位置进行加权平均，求出平滑后的结果作为输出，同时存到一个数据库中，以便之后重复调用。

本发明使用时域平滑以及空间域平滑技术，历史数据比对，基于概率分布的定位方式，具有以下优点：

1.提高定位的精确度，实现2-5米的定位精度，满足室内定位的需要。

2.不改变WiFi室内定位硬件条件的前提下，增强了对信号强度抖动，小尺度信号衰减的补偿，降低定位设备以及室内环境的要求。

附图说明

图1是本发明所提供的算法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本发明所提供的一种基于WiFi以及移动终端的室内定位算法，包括步骤如下：