[发明专利]一种基于WiFi室内定位的导航推车系统及定位方法

权利要求书

1.一种基于WiFi室内定位导航推车系统的定位方法，所述WiFi室内定位导航推车系统包括可移动推车、人机交互界面、速度探测模块、方向探测模块、WiFi探测模块、定位数据处理模块、map数据构建模块以及数据存储模块；其中可移动推车用于为WiFi室内定位导航推车系统提供搭载平台，同时用于数据采集时移动遍历室内位置；人机交互界面用于WiFi室内定位导航推车系统提供定位服务时展示室内空间地图以及定位过程中人机交互表达；速度探测模块内置的转速传感器通过车轮转动来获取可移动推车实时速度；方向探测模块内置电子罗盘传感器及陀螺仪传感器，能实时感知可移动推车方向和旋转角速度；WiFi探测模块内置无线网卡，能实时获取环境中可感知到的WiFi接入点的接收信号强度和MAC地址，用于位置指纹数据库建立及定位时数据获取；定位数据处理模块用来融合速度探测模块、方向探测模块、WiFi探测模块的信息，计算出实时位置并展示到人机交互界面；map数据构建模块用于在构建位置指纹数据库时将WiFi探测模块采集到的原始数据转换为位置指纹矩阵和梯度指纹向量数据；数据存储模块用于存储预先构建的位置指纹数据库信息及室内地图图片信息；

其特征在于，将待定位区域按照1m*1m栅格进行划分，将每个栅格的中心作为一个采样点，采样时将可移动推车移动至采样点，开启采样后map数据构建模块以1HZ的频率获取WiFi探测模块的数据进行数据采样，对于每个采样点采集1000组区域内所能接收到的WiFi接入点的接收信号强度值，在采样点采样完毕后map数据构建模块将对在采样点采集到的WiFi接入点的接收信号强度值做数据映射处理；

所述数据映射处理具体过程是：对每组接收信号强度值按照WiFi向量排列顺序组成一个行向量作为该采样点的一个指纹向量；将每个采样点的1000组指纹向量组成一个列向量作为该采样点的位置指纹矩阵；将采样点的位置指纹矩阵中的元素值按照列求平均作为采样点的平均指纹向量，对平均指纹向量做梯度化处理后得到梯度指纹向量；同时记录当前采样点的地理位置坐标，将位置指纹矩阵和梯度指纹向量分别按照地理位置坐标，位置指纹矩阵和地理位置坐标，梯度指纹向量数据格式保存到数据存储模块中，构成位置指纹数据库；

所述WiFi向量排列顺序为对于所有采样点按照WiFi接入点的MAC地址从小到大进行排列；

所述梯度化处理过程是：在平均指纹向量的基础上，将平均指纹向量的第1个值分别与第2个、第3个、……、第N个值求差得到行向量A₁，将平均指纹向量的第2个值分别与第3个、第4个、……、第N个值求差得到行向量A₂，依次进行直至将平均指纹向量的第N-1个值与第N个值求差得到行向量 A_N-1；最终将A_1,A_2,…,A_N-1按照(A_1,A_2,…,A_N-1)格式组成一个行向量作为梯度指纹向量，其中N为WiFi接入点的个数。

2.根据权利要求1所述的一种基于WiFi室内定位导航推车系统的定位方法，其特征在于人机交互界面采用可触控液晶显示屏，液晶显示屏具备显示用户实时位置、周边环境、地图放大缩小按钮、目的地查找的功能，同时液晶显示屏具备对map数据构建、定位开启/关闭的控制功能；所述定位数据处理模块通过RS-232串口实时获取方向探测模块、WiFi探测模块以及速度探测模块的数据，同时定位数据处理模块还具备网络通信功能，能够与外界通过以太网进行信息交换。

3.根据权利要求1所述的一种基于WiFi室内定位导航推车系统的定位方法，其特征在于所述定位数据处理模块每隔1s执行一次定位计算，并将结果显示到人机交互界面，同时所述定位数据处理模块还具备自主定位功能，能够实时响应用户定位请求。