一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法
2023-09-12 18:05:35 2
專利名稱：一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法
技術領域：
本發明涉及一種WiFi室外定位方法。
背景技術：
隨著WiFi技術在世界範圍內的廣泛應用，WiFi已經不僅僅能夠在諸如機場、高檔寫字樓、餐廳、酒店、研究機構、校園和家庭等地方使用，數字城市的建設也使得人們可以在室外使用WiFi技術。目前，WiFi定位系統無論是在室內還是在室外，都越來越受到人們的關注。特別地，在室外環境中，目前的衛星定位初始定位啟動時間過長。而且，當衛星不能正常工作或衛星信號受到城市樓宇遮擋時，用戶無法使用衛星定位導航服務。因此，人們迫切需求一種對衛星定位導航服務進行增強的室外定位導航技術。目前，基於WiFi的室外定位技術不需要在現有無線區域網設施中添加定位專用硬體，而是通過移動終端的現有無線網卡及相應軟體讀取接收信號強度，建立信號覆蓋圖(Radio Map),通過匹配算法來確定移動用戶的位置。可以說,WiFi定位已經成為一種潛在的增強衛星定位導航的新技術。基於WiFi信號的室外定位技術沿用室內定位方法,在離線階段建立Radio Map,在線階段根據某種算法預測位置。然而，傳統Radio Map的建立方法需要耗費大量人力來測量物理位置和該位置上的接收信號強度(Received Signal Strength, RSS)。隨著定位區域的增大，Radio Map建立的工作量幾乎成指數增長。而且，這種Radio Map的建立方法有著非常棘於的問題。當已經建立Radio Map的區域內，接入點發生故障、有新接入點加入或者物理環境發生改變時，原Radio Map將不再可用，需要更新/重新建立Radio Map。這樣，如何在大範圍的室外快速建立Radio Map並且可以方便快捷的及時更新Radio Map,便成為一個急待解決的問題。
發明內容
本發明是為了解決目前的WiFi室外定位方法由於其Radio Map建立/更新速度慢導致定位時間長的問題，從而提供一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法。一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，它由以下步驟實現:步驟一、在待定位的室外區域設置N個接入點AP，所述N個接入點AP組成WiFi網絡；所述WiFi網絡能夠全面覆蓋整個待定位的室外區域；N為正整數；步驟二、採用WiFi設備接收各AP的信號強度RSS值、DI值、衛星定位經度值1n、緯度值Iat和本次定位的精度因子DoP，並採用志願者終端通過WiFi網絡上傳到Radio Map有務器；步驟三、Radio Map伺服器對步驟二中上傳的各AP的信號強度RSS值、DI值、衛星定位經度值1ru衛星定位緯度值Iat和本次定位的精度因子DoP進行數據處理，獲得處理後的數據；數據的處理方法為:步驟A、對收到的各AP的信號強度RSS值、DI值、衛星定位經度值1n、衛星定位緯度值Iat和本次定位的精度因子DoP進行數據整理，具體為:對各AP的衛星定位經度值1n或緯度值Iat相同的數據，進行精度因子DoP的比較，獲得精度因子DoP的最小值，保留該精度因子DoP的最小值對應AP的衛星定位經度值1n和衛星定位緯度值lat，並刪除其餘精度因子DoP對應AP的衛星定位經度值1n和衛星定位緯度值Iat ；整理後的每一組數據的存儲格式為Ri = {Gi; WJ，式中:Gi = (1ni, Iati, DoPj , Wi = (RSSi, DlJ , i = 1,2,...,N;RSSi = (RSS1, RSS2,…，RSSk,…，RSSj，DIi = (DI1, DI2,..., DIk,…，DlJ , k = I, 2,..., η ；N是資料庫中數據組的總個數，η是資料庫中的第i個數據組中AP的個數；步驟B、對步驟A整理後的數據組進行分類，具體為:首先通過公式:
權利要求
1.一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特徵是:它由以下步驟實現: 步驟一、在待定位的室外區域設置N個接入點AP，所述N個接入點AP組成WiFi網絡；所述WiFi網絡能夠全面覆蓋整個待定位的室外區域；N為正整數； 步驟二、採用WiFi設備接收各AP的信號強度RSS值、DI值、衛星定位經度值1n、緯度值Iat和當前次定位的精度因子DoP，並採用志願者終端通過WiFi網絡上傳到RadioMap伺服器； 步驟三、Radio Map伺服器對步驟二中上傳的各AP的信號強度RSS值、DI值、衛星定位經度值1ru衛星定位緯度值Iat和當前定位的精度因子DoP進行數據處理，獲得處理後的數據； 數據的處理方法為: 步驟A、對收到的各AP的信號強度RSS值、DI值、衛星定位經度值1n、衛星定位緯度值Iat和當前次定位的精度因子DoP進行數據整理，具體為:對各AP的衛星定位經度值1n或緯度值Iat相同的數據，進行精度因子DoP的比較，獲得精度因子DoP的最小值，保留該精度因子DoP的最小值對應AP的衛星定位經度值1n和衛星定位緯度值lat，並刪除其餘精度因子DoP對應AP的衛星定位經度值1n和衛星定位緯度值Iat ； 整理後的每一組數據的存儲格式為Ri = {Gi; WJ，式中:Gi = (1ni, Iati, DoPj , Wi = (RSSi, DlJ , i = 1,2,…，N5RSSi = (RSS1, RSS2,…，RSSk,..., RSSJjDIi = (DI17DI2, -,DIk,…，DlJ，k = 1，2，...，n; N是資料庫中數據組的總個數，η是資料庫中的第i個數據組中AP的個數； 步驟B、對步驟A整理後的數據組進行分類，具體為: 首先通過公式:
2.根據權利要求1所述的一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特徵在於步驟B中數據組採用D1為預設的角度門限值進行分類後，再通過公式:
3.根據權利要求1所述的一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特徵在於D2 = 3.Dp
4.根據權利要求1所述的一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特徵在於步驟二中所述的志願者終端為同時具有衛星定位功能和WiFi設備且能夠將衛星定位結果和WiFi設備所採集的WiFi接收信號強度RSS值上傳的移動終端。
5.根據權利要求1 所述的一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特徵在於步驟四中建立/更新信號覆蓋圖的數據的存儲格式為:
6.根據權利要求1所述的一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，其特徵在於該方法中衛星輔助信號覆蓋圖更新的條件為:當Radio Map覆蓋區內的AP布局發生添加或移除時，具體更新方法為: 在該AP的有效覆蓋範圍內進行數據收集，Radio Map伺服器對收集到的數據進行整理，然後根據經緯度坐標(lon，lat)對應添加到原Radio Map的各類中，對有數據變更的類進行內部剔除和AP出現概率統計，並根據統計後的數據進行信號覆蓋圖更新。
全文摘要
一種衛星輔助信號覆蓋圖建立/更新的WiFi室外定位方法，涉及一種WiFi室外定位方法。為了解決目前的WiFi室外定位方法由於其Radio Map建立/更新速度慢導致定位時間長的問題。它的方法為採用WiFi設備接收各AP的信號強度RSS值和DI值；採用志願者終端將各AP的信號強度RSS值和各AP的DI值，以及衛星定位經度值lon、緯度值lat和本次定位的精度因子DoP通過WiFi網絡上傳到Radio Map伺服器；Radio Map伺服器上述數據進行處理，獲得處理後的數據；並根據該處理後的數據建立/更新信號覆蓋圖並進行WiFi室外定位。本發明適用於室外定位。
文檔編號H04W64/00GK103167605SQ20131007303
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月7日 優先權日2013年3月7日
發明者馬琳, 鄧仲哲, 徐玉濱, 孟維曉, 周才發 申請人:哈爾濱工業大學