[发明专利]一种WiFi定位与地图匹配融合的实现方法

摘要

本发明公开了一种WiFi定位与地图匹配融合的实现方法，该方法在WiFi室内定位系统中,定位在地图上显示的行驶轨迹是定位技术测得的。然而,不论是哪种定位技术都有其无法克服的局限性,WiFi室内技术依赖于外界设备,其定位精度或受WiFi覆盖面积的限制,或受定位信号精确度的影响。由于这些误差,使定位在地图上显示的位置出现了偏差。地图匹配作为一种纠错技术,恰恰避免了其它定位技术无法克服的局限性。它将WiFi测量到的当前有关位置信息,与电子地图数据库中获取的相关信息联系起来,然后通过匹配算法得到位置偏差信息,并利用结果对定位数据进行修正。通过进行地图匹配,能够较为连续和准确地得到位置信息,大大改善了室内定位系统的定位精度。这样不仅减少了室内定位系统在硬件上的投入,而且提高了室内定位的精确率。

主权项

一种WiFi室内定位与地图匹配相融合的实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：离线阶段采集信号强度构建位置指纹数据库，在一个室内的环境中，首先根据室内的分布格局和大小选择一定数量的位置作为参考节点，节点的间距根据实际情况而定，在选中的参考样点上要进行多次采集可见的RSS，AP集合用An＝{AP1,AP2,...APi,...,APN},1≤i≤N表示，APi表示一个AP，N为AP的个数，RSSi表示从APi处接收到信号的强度，接收终端接收到的信号强度用向量RSS＝[RSS1,RSS2,...,RSSi,...,RSSN]T，将该组信号数据存入位置指纹数据库中；步骤2：在线阶段定位时，将同时获得的N个AP的RSS位置指纹数据进行比较，先计算估计位置的RSS和所参考样点的RSS之间的差值大小，用欧几里德距离来表示两点之间的RSS差值，实时测量的信号强度RSSx＝[RSSx1,RSSx2,...,RSSxi,...,RSSxN]T，其中RSSx1表示终端在位置x处从AP1处接收到的实时信号强度，RSSxN表示终端在位置x处从APN处接收信号强度，位置指纹数据库中参考点i处的信号强度向量则表示成RSSi＝[RSSi1,RSSi2,...,RSSiN]T，由上述数据计算实测信号强度RSSx和位置指纹数据库中参考点i的RSSi的欧几里德距离在计算出待测位置与数据库中的参考样点的欧氏距离之后，在所有参考样点中选取与当前位置欧氏距离D最小的参考样点的位置作为终端的估计位置：Ix＝min(D(RSSx,RSSi))；步骤3：根据接收到的估计位置，确定当前用户所在的误差区域，包含用户真实位置的区域范围，以固定准则进行选择，确定误差区域，从这个置信区域中提取出候选匹配道路的信息，若误差区域的范围选择的过大，则会增加地图匹配算法的计算量，若选择的误差区域范围过小，则可能因为不包含用户的真实位置，地图匹配则会产生输出错误的位置，用概率统计方法确定误差区域的大小，从中提取匹配点信息，误差区域的模型类似椭圆,用椭圆的计算方法来确定，这些误差与误差模型定义的椭圆形误差区域用于描绘出真实用户所处的区域界限的轮廓，这种误差区域被叠加到地图上，该误差区域用的是椭圆概率模型；步骤4：通过实际情况改变扩张因子的值来调整椭圆大小，采用误差椭圆的最小包围矩形来确定,该矩形区域即为误差区域；步骤5：当确定误差区域后,如何选择正确的匹配点，在判断候选点是否为匹配点时,距离是一个很重要的参考因素，通过确定误差区域,排除大量的不可能点，对于区域中的候选点，对其距离因素进行考虑；步骤6：如果在误差区域内没有找到要匹配的点，通过之前匹配好的点进行预测。