[发明专利]WLAN位置指纹数据库快速建立和动态更新系统及方法

摘要

本发明公开了一种WLAN位置指纹数据库快速建立和动态更新系统及方法，其主要设计扩展卡尔曼融合滤波算法，充分利用MEMS传感器和室内信号传播模型的可用信息，实现高精度二维位置解算，并利用已知的室内地图信息对扩展卡尔曼滤波器输出的最优估计进行修正，得到最终的位置信息；结合得到的位置信息和当前时刻收集的RSSI信息，能够快速的建立和更新WLAN位置指纹数据库。本发明解决了随着时间的改变，WLAN位置指纹数据库变化过大而导致定位精度降低的问题，同时有效地减少了传统的逐点采集法建立和更新WLAN位置指纹数据库的时间开销和人力成本。

主权项

一种WLAN位置指纹数据库快速建立和动态更新系统，其特征在于：包括扩展卡尔曼滤波器模块(3)、MEMS定位模块(2)、WLAN信号传播模型位置估计模块(1)、地图匹配模块(4)和WLAN位置指纹数据库建立及动态更新模块(5)；所述MEMS定位模块(2)包括处理器，以及分别与处理器连接的加速度计、陀螺仪和磁力计，处理器根据加速度计、陀螺仪和磁力计所输出的信息，计算出用户速度和用户航向；所述WLAN信号传播模型位置估计模块(1)用于计算用户与不同AP的距离，得到用户的若干个可能位置的可能位置信息，并采用极大似然估计算法估计出用户的第一位置信息；所述扩展卡尔曼滤波器模块(3)采用扩展卡尔曼滤波算法，以MEMS定位模块所输出的用户速度与用户航向，以及WLAN信号传播模型位置估计模块所估计算出的第一位置信息建立状态方程和观测方程，设计扩展卡尔曼滤波器输出第二位置信息，该第二位置信息即为所需的最优位置，该扩展卡尔曼滤波器模块(3)分别与MEMS定位模块(2)、WLAN信号传播模型位置估计模块(1)连接；所述地图匹配模块(4)利用已知的室内地图信息，对扩展卡尔曼滤波器模块所输出的第二位置信息进行匹配修正得到参考点位置信息，该地图匹配模块(4)与扩展卡尔曼滤波器模块(3)连接；所述WLAN位置指纹数据库建立及动态更新模块根据地图匹配模块(4)所输出的参考点位置信息，结合此时在对应位置点所采集的RSSI信息，构建WLAN位置指纹数据库，用于WLAN系统的在线定位阶段；在线定位阶段，根据所采集用户的RSSI信息，利用WLAN指纹定位算法得到用户的第三位置信息；将此时计算得到的参考点位置信息与第三位置信息进行对比，根据位置误差判断此时是否进行指纹数据库更新，即是利用参考点位置信息和RSSI信息替换当前WLAN指纹定位算法中使用的指纹数据库信息，该WLAN位置指纹数据库建立及动态更新模块(5)与地图匹配模块(4)连接。