[发明专利]一种基于无线局域网及分层聚类的室内定位方法

说明书

本发明涉及一种基于无线局域网与分层聚类的室内定位方法，它包括一个由移动终端设备、无线局域网及定位服务器组成架构；1）移动终端设备；2）无线局域网；3）定位服务器。针对无线局域网的无线信号在室内环境中得传播特征与大规模范围的定位需求，将分层聚类的与无线局域网相结合，提出一种能适用于大规模复杂室内环境的高精度定位方法，能够消除使用无线信号的室内定位系统由于复杂室内环境及不同的智能终端带来的影响，提高定位稳定性和定位精度，以便于定位服务的大规模推广使用。

技术领域

本发明涉及一种基于无线局域网的室内定位方法，具体涉及一种使用无线局域网信号强度与分层聚类实现室内定位的方法。

背景技术

近年来，无线局域网的大规模推广部署以及智能移动设备(如智能手机、平板电脑等)的迅速普及使得人们随时随地都能连接网络，将个人位置与周围环境信息结合，深刻地改变人们的生活方式，出现了许多基于用户当前位置的应用与服务。例如，基于位置信息可以在大型停车场或者超市为用户提供导航导购服务，在大型购物中心基于位置信息可以为用户提供个性化的商品推荐服务；此外，定位系统还能在火灾、地震等突发事件中为救援人员提供救援及导航等服务。然而，上述基于位置信息的服务的核心就是要能较准确的对用户的当前位置进行定位。

对于室外环境而言，当前已存在一些成熟且广泛使用的定位系统，如全球GPS定位系统、基于蜂窝移动终端的定位技术等。然而，由于GPS信号不能穿透建筑物和基于蜂窝基站的定位精度过低，这些室外定位技术均不能满足室内定位需求。而目前一些室内定位技术，如基于WLAN、ZigBee网络、蓝牙、红外或超声波等的系统由于受到非视距传播(简称NLOS)与多径效应等影响，也不能提供较高的定位精度。基于UWB的定位系统虽然定位精度高，但需要部署昂贵的通信基础设施。近年出现了一些基于无线局域网的定位方法，其优势是不需为定位专门部署一套基站系统，利用无线局域网的无线接入点与用户的智能移动终端进行定位。但由于室内环境无线信号传播干扰较多，当前基于无线局域网的定位系统精度较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：设计开发一种基于无线局域网与分层聚类相结合的室内定位方法，能够消除使用无线信号的室内定位系统由于复杂室内环境及不同的智能终端带来的影响，提高定位稳定性和定位精度，以便于定位服务的大规模推广使用。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于无线局域网与分层聚类的室内定位方法，其特征在于它包括一个由移动终端设备、无线局域网及定位服务器组成架构；

1)移动终端设备：由需要定位的目标携带，采集无线信号强度，同时可与定位服务器通过移动网络或者无线局域网进行通信；

2)无线局域网：指目前在公共空间或者建筑部署的无线网络，由一系列的无线接入点及无线路由器组成，移动终端设备在一个物理位置采集到无线信号强度及其对应的无线接入点作为该位置的定位标记；

3)定位服务器：用于存储室内环境中所有位置的定位标记，在定位服务中接收用户的定位请求并将定位结果通过移动网络或者无线局域网返回给用户。

所述移动终端设备由智能手机、平板电脑或者笔记本电脑代替，由显示模块、处理模块、通信模块及无线信号采集模块组成，其中，显示模块用于以可视化的方式呈现定位结果，处理模块用于控制设备其他模块的协调工作，通信模块用于与定位服务器进行通信，无线信号采集模块用于采集周围无线接入点的信号强度。

所述无线局域网它通过无线接入点将以太网转换为无线网络信号，并通过无线路由器实现大范围的无线信号覆盖。

所述定位服务器由位置标记存储数据库、定位算法模块和网络通信模块组成，位置标记存储数据库用于存储室内环境中所有采集点的定位标记信息，定位算法模块在定位阶段使用移动终端设备采集定位标记作为输入对用户当前位置进行定位，网络通信模块负责接收移动终端设备采集的定位标记并向移动终端设备返回定位结果。