[发明专利]一种基于地磁辅助WiFi的智能手机用户室内定位方法

摘要

本发明涉及一种基于地磁辅助WiFi的智能手机用户室内定位方法，包括离线阶段和在线阶段，离线数据采集阶段包括：根据建筑物平面地图把待定位区域划分成小的网格；通过智能手机对待定为区域进行数据采集：智能手机用户拿着手机在每个网格中心采集WiFi信号强度和地磁强度数据一段时间；对每个网格采集的数据求平均值，构建离线指纹库并存储在手机中；在线定位阶段中，包括：位置初始化，计算每个指纹的权重，选择权重最大的k个指纹，以他们位置的加权作为初始化位置：手持智能手机来回旋转，初始化传感器；更新Rss权重和地磁权重；更新权重；估计位置。本发明仅通过智能手机即可达到较高的室内定位精度。

主权项

一种基于地磁辅助WiFi的智能手机用户室内定位方法，包括离线阶段和在线阶段，设为离线指纹库中的指纹，离线数据采集阶段包括以下步骤：1)根据建筑物平面地图把待定位区域划分成小的网格；2)通过智能手机对待定区域进行数据采集：智能手机用户拿着手机在每个网格中心采集WiFi信号强度和地磁强度数据一段时间；3)对每个网格采集的数据求平均值，构建离线指纹库并存储在手机中；每个离线指纹存储为其中()为离线指纹的位置，为该离线指纹的地磁场强度进行坐标变化后得到绝对坐标系下的平均值，离线指纹库中的指纹为在网格中心RP接收到的n个WiFi信号的信号强度的平均值；在线定位阶段中，包括以下步骤：1)位置初始化，智能手机中的定位系统获得第一组WiFi信号强度数据计算R₀与离线指纹库中每个指纹的欧式距离并计算每个指纹的权重：$w_i=\frac{1/d_i}{\mathrm{\Σ}1/d_i};$选择权重最大的k个指纹，以他们位置的加权作为初始化位置：$\left[\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\underset{i=1}{\overset{k}{\Σ}}{w}_i\·x_i^f\\ \underset{i=1}{\overset{k}{\Σ}}{w}_i\·y_i^f\end{array}\right];$2)手持智能手机来回旋转，初始化传感器；3)更新Rss权重：当获得一个在线指纹R＝[R¹,R²,...,Rⁿ]，分别计算R与离线指纹库中每一个离线指纹的欧氏距离并计算Rss权重：$w_i^{Rss}=\frac{1/d_i^{Rss}}{\mathrm{\Σ}1/d_i^{Rss}};$4)地磁数据坐标变换：在获得在线指纹R时，也会获得三轴磁力计数据Mag＝[Mag_x，Mag_y，Mag_z]和三轴角度计数据φ＝[α,β,γ]，利用φ对Mag进行坐标变换：$\left[\begin{array}{c}Ma{g^{\′}}_x\\ {{\mathrm{Mag}}^{\′}}_y\\ {{\mathrm{Mag}}^{\′}}_z\end{array}\right]={(R_y\·R_x\·R_z)}^{-1}\left[\begin{array}{c}Ma{g}_x\\ {\mathrm{Mag}}_y\\ {\mathrm{Mag}}_z\end{array}\right],$其中R_x，R_y和R_z分别传感器坐标系相对于绝对坐标系的旋转矩阵：

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