[发明专利]一种室内WLAN/MEMS融合跨楼层3维定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别涉及一种室内定位系统。

背景技术

随着智能终端的广泛使用，移动通信快速发展，同时数据和多媒体业务迅速增加，基于位置的服务(Location Based Services，LBS)逐渐受到重视。尤其是作为定位技术的最后一米，室内定位技术有着广泛的应用前景。比如在地下停车场，可以借助室内定位技术快速找到停车位；在大型商场，可以借助室内定位技术快速找到出口、电梯，同时商家也可以借助于室内定位向用户介绍商品信息；在火灾现场，消防人员可以借助室内定位技术快速确定被困人员的位置，从而迅速进行救援；在医院，可以利用室内定位技术对需要看护的病人进行定位等等。在室外，全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)基本上可以满足定位精度的要求，但是在室内环境下，由于卫星信号受到遮挡且存在严重的多径效应，使得卫星定位精度严重下降，甚至出现无法正常定位的情况。

目前，针对复杂的室内环境，现有的室内定位技术主要分为以下几种

1)射频识别定位技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)定位技术是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。实现无接触信息传递并达到识别对象的目的。RFID定位系统包括电子标签和读卡器等，该系统利用标签对物体的唯一标识特性，通过读卡器接收到的电子标签发送的信号来获得电子标签的位置信息。RFID定位系统优点是体积小、造价低，但是作用范围小、不具有通信能力，且不便整合到其它系统中。

2)蓝牙定位技术

蓝牙(Bluetooth)技术是一种支持语音和数据业务的短距离、低功耗无线传输技术，并可以实现短距离不同设备之间的互联。基于蓝牙的室内定位技术，利用经验测试与信号传播模型结合的方式，通过实时测量的信号强度进行定位。蓝牙定位技术的优点在于设备体积小，易于集成在移动智能终端上面。理论上，只要集成了蓝牙的移动智能终端且蓝牙功能打开，蓝牙定位系统就能够对其进行定位。蓝牙定位技术的缺点在于蓝牙器件设备的价格比较昂贵，且对于复杂的室内环境而言，蓝牙定位系统的稳定性比较差。

3)红外线定位技术

红外线(Infrared Ray，IR)是一种介于微波和可见光之间的电磁波。IR室内定位方法通过发射调制的红外射线，利用安装在室内的光学传感器接收进行定位。IR定位具有相对较高的定位精度，但由于光线不能穿过障碍物，使得IR具有传输距离短的缺点，且需要在室内的每个房间和楼层安装设备，成本较高。

4)无线局域网定位技术

无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)是基于IEEE 802.11标准，以无线信道作为传输媒介的局域网。基于WLAN的定位技术主要包括信号传播模型法和位置指纹法，都是利用接收信号的信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)进行位置解算。信号传播模型法利用室内信号的传播特性，考虑墙壁和地板引起的衰减，建立RSSI与传播距离d之间的数学模型，实现位置解算。但是由于复杂的室内环境，很难建立准确的室内信号传播模型，因此利用该方法进行位置解算精度有限。

基于WLAN的位置指纹定位技术包括离线阶段和在线阶段两个阶段，离线阶段在需要定位的环境采集相应的RSSI信息并存入位置指纹数据库，在线阶段利用实时测得的RSSI信息与位置指纹数据库进行匹配，将匹配最佳位置输出作为定位结果。基于WLAN的位置指纹定位技术具有覆盖范围广、可用性强、低成本、长时间定位精度高等优点。但是由于多径干扰等引起的RSSI扰动等因素严重影响了WLAN的定位精度。

5)MEMS传感器自主定位技术