[发明专利]一种利用传感器计步提高WiFi指纹定位鲁棒性的方法

说明书

技术领域

本发明属于无线定位领域，具体涉及一种利用传感器计步提高WiFi指纹定位鲁棒性的方法。

背景技术

近年来，随着无线网络通信技术的迅猛发展，室内定位的市场需求也越来越大。例如，在地下停车场，通过定位可以对车辆位置进行查询及跟踪；在矿井下，可以对被困人员进行定位，从而能够快速完成营救任务。

目前，应用最广泛的定位技术是“全球卫星定位系统(GPS)”。但GPS技术主要应用于室外，空旷的区域，比如沙漠、海洋等等。如果是在高层建筑内部或高楼之间，GPS定位效果将会不尽人意，无法满足人们的需求。因此，在应用上有很大的局限性。

近年来，WiFi技术在定位系统市场上的应用迅速发展。WiFi网络的接入点遍布于商场、学校、医院、停车场等场所，利用WiFi技术可以在有限的区域内，对财产、车辆和人员进行实时定位和跟踪。从而解决GPS技术无法完成室内或障碍物较多地区定位这一问题。此外，由于WiFi接入点的遍布性，定位成本也得到大大降低。

目前基于WiFi技术的定位系统在国内外已经有了很好的应用。例如比利时根特大学医院利用该技术不仅能跟提供病人的医疗通讯信息，还能够提供病人的位置数据，大大提高了医院工作效率。

Wi-Fi定位技术有多种，目前采用最广泛的是基于Wi-Fi的指纹定位方法，Wi-Fi指纹是指在某一位置，终端从多个Wi-Fi无线接入点（AP）接收到的信号强度指示（RSSI）值。在进行定位前，首先需要对目标区域进行指纹采样，并建立指纹数据库。实际定位过程中，采用特定的算法对终端实际测得的信号指纹与指纹数据库中的信号强度进行对比，与信号指纹数值最接近的采样点即为用户当前位置。

在采用RSSI的室内定位技术中，WiFi信号不稳定且易受干扰，因此，终端接收到的信号强度与指纹数据库中的数据对比时，返回的位置信息会出现跳变，导致定位误差，影响定位精度。

发明内容

针对WiFi信号不稳定易受干扰而造成鲁棒性差影响定位精度等问题，本发明提出一种利用传感器计步提高WiFi指纹定位鲁棒性的方法。

本发明的基本原理为：人体行走时竖直方向加速度数值周期性变化，利用终端上的传感器检测人体是否有走动，当检测到没有位置移动时，不改变位置信息，从而提高了WiFi定位的鲁棒性。所述终端是指具有WiFi功能，且带有加速度计、陀螺仪、磁罗盘等传感器的智能手机。

一种利用传感器计步提高WiFi指纹定位鲁棒性的方法，包括以下步骤：

步骤1：确定整个定位区域内的所有采样点个数N；

步骤2：将终端WiFi功能打开，在第n个采样点处检测得到k个无线接入点AP的信号强度值，即RSSI₁,RSSI₂,...,RSSI_k；n=1,2,…,N；

步骤3：将每个RSSI与其对应的MAC地址ID一起组成采样点的位置指纹矩阵FP，第n个采样点的位置指纹ID_i即为RSSI_i对应的MAC地址；

步骤4：记下第n个采样点的坐标FP_n(x,y)，并将该采样点的坐标FP_n(x,y)和位置指纹FP_n添加到指纹数据库中；

步骤5：重复执行步骤2～4，直到遍历采样区域内的所有采样点，为采样区域建立完整的位置指纹数据库；

步骤6：在某一未知位置A处扫描无线接入点AP，得到k个AP的RSSI值，按照步骤3获取A位置的位置指纹，即得到位置A处的RSSI序列以及每个RSSI对应的MAC地址；

步骤7：将A位置的位置指纹的MAC地址序列和指纹库中所有采样点的位置指纹的MAC地址序列进行匹配；

步骤8：匹配一致的采样点对应的地理坐标即为位置A的当前位置；

步骤9：测试人手持终端行走时，由终端的传感器读取前一时刻人体竖直方向加速度平均值a₀(t-1)，初始时刻竖直方向加速度平均值设定为a₀(0)，大小等于重力加速度g，屏蔽WiFi信号跳变，终端位置信息不变；

步骤10：实时检测竖直方向加速度，选出峰值a₁(t)和低谷值a₂(t)；