基于Wi-Fi和地磁场的室内定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Wi-Fi和地磁场的室内定位方法，包括构建若干个建筑物的室内平面的电子地图；在当前建筑物中设定若干参考点，获取各个参考点的Wi-Fi信息和地磁场信息；根据各个参考点的Wi-Fi信息和地磁场信息确定当前建筑物的电子标签、地磁场识别模型和Wi-Fi指纹特征，并作为当前建筑物的位置特征数据，并将所有建筑物的所有位置特征数据组建为位置指纹库；获取当前位置的Wi-Fi信息和地磁场信息，并根据获取的Wi-Fi信息和地磁场信息利用所述的位置指纹库进行定位得到相应的最终定位结果，并通过电子地图显示该最终定位结果。本发明专利技术利用Wi-Fi信息的标签性智能确定用户所在建筑物，有利于提高定位效率，容易实现，且都不需要额外安装设备，安装和维护成本都较低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，包括构建若干个建筑物的室内平面的电子地图；在当前建筑物中设定若干参考点，获取各个参考点的Wi-Fi信息和地磁场信息；根据各个参考点的Wi-Fi信息和地磁场信息确定当前建筑物的电子标签、地磁场识别模型和Wi-Fi指纹特征，并作为当前建筑物的位置特征数据，并将所有建筑物的所有位置特征数据组建为位置指纹库；获取当前位置的Wi-Fi信息和地磁场信息，并根据获取的Wi-Fi信息和地磁场信息利用所述的位置指纹库进行定位得到相应的最终定位结果，并通过电子地图显示该最终定位结果。本专利技术利用Wi-Fi信息的标签性智能确定用户所在建筑物，有利于提高定位效率，容易实现，且都不需要额外安装设备，安装和维护成本都较低。【专利说明】基于W1-Fi和地磁场的室内定位方法
本专利技术属于无线室内定位领域，尤其涉及一种基于W1-Fi和地磁场的室内定位方法。
技术介绍
随着无线通信网络技术的进步与普及，手持设备的种类不断增加，功能也不断完善，现在手机，Ipad等手持设备已成为人们不可或缺的一部分，各种新的业务和需求层出不穷，其中位置感知计算(Locat1n-aware Computing)和基于位置的服务(Locat1n-basedservice, LBS)在人们的生活生产中的作用也越来越大。对商家而言，商家对基于手机等移动设备的点对点商业推广，产品营销愈加重视，希望迅速的吸引消费者，让消费者找到自己的品牌位置；对于用户而言，用户也希望可以在一个复杂的环境中迅速的按照某一指引快速到达目的地。因此对于复杂的室内环境，如机场，医院，停车场，矿井，展厅等，室内定位技术是位置感知计算和基于位置的服务的基础，因而意义重大。 对于室外环境，全球定位系统(GPS)已成功地应用于更各领域，包括车载导航，室外营救搜索等。但在城市环境中，由于GPS卫星发射的信号太微弱，楼宇建筑物的阻隔等，导致了所谓的“都市峡谷” (Urban Canyon)，降低GPS的定位精度；在楼宇之内，墙壁会对卫星信号造成阻隔，会导致定位误差进一步增大。另外由于室外定位大都是开阔的环境，几十米的误差并不会影响用户的感受；但对于室内定位而言，定位精度应该精确到若干米之内，才能为用户提供可靠的定位系统。所以对室内定位而言，GPS并不适应；室内定位必须结合无线网络，传感器技术，随机信号处理等众多交叉领域。 现阶段世界范围内已经出现了很多种室内定位技术，根据对配置硬件的要求可以分为两类。一类是要借助安装硬件设施，此类技术主要基于蓝牙，超声波，红外，RFID等的无线信号，典型方案包括Active Badge, SpotON等，但这些技术都受制于信号传播距离短，需要安装大量设备覆盖整个室内区域，因而安装和维护成本都较高。 针对上述技术安装和维护成本较高的问题，另一类不需要额外安装设备，或者在已有设备上进行定位的方案成为研宄热点。W1-Fi无线网络技术具有高速通信，方便部署和低成本的特点，非常符合用户对于移动生活娱乐和移动办公的需求。目前各个城市，大型室内环境(如办公楼、学校、商场、酒店和机场)等都广泛的布设了 W1-Fi热点(Accesspoint, AP)，因此.基于W1-Fi的室内定位技术不需要额外的安装设备，可以在室内原有的W1-Fi硬件基础上进行定位。但由于室内环境复杂，墙壁的厚度、门窗的材质、家具的布局以及人员的流动都可能对无线信号的传播产生诸多影响，如由于折射、散射和衍射等情况所产生无线信号的多径传播效应；同时W1-Fi热点的改变，如AP的损坏，增加或减少都会影响定位效果，因而单纯依靠W1-Fi定位无法达到满意的定位精度。 在当代生活中，现代建筑物大都是由钢筋混减土建成，建筑物中的金属结构会干扰地球磁场，这种特殊的建筑结构对它周围地磁场的干扰和破坏，使每一个楼层、通道和隔离的空间产生了一种独特的地磁异常场，并且具有较长的时间稳定性，是一种特征信息丰富，且易于获取的资源，当前有许多文献对室内地磁场特点进行了实验分析，验证了室内磁场用于室内定位可达到厘米级的精度。但由于地磁场数据不具有标签性，及基于地磁场的定位方法在没有人为调节的情况下，无法确保准确识别出用户所在的建筑，进而无法进行相应数据的匹配定位，造成定位效果的紊乱。
技术实现思路
针对现有技术的现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于W1-Fi和地磁场的室内定位方法。 —种基于W1-Fi和地磁场的室内定位方法，包括以下步骤: (I)构建若干个建筑物的室内平面的电子地图； (2)获取各个建筑物的位置特征数据，并将所有建筑物的位置特征数据组建为位置指纹库，通过如下方法获取各个建筑物的位置特征数据: (2-1)在当前建筑物中设定若干参考点，获取各个参考点的W1-Fi信息和地磁场信息； (2-2)根据各个参考点的W1-Fi信息和地磁场信息确定当前建筑物的电子标签、地磁场识别模型和W1-Fi指纹特征，并作为当前建筑物的位置特征数据； (3)获取当前位置的W1-Fi信息和地磁场信息，并根据获取的W1-Fi信息和地磁场信息利用所述的位置指纹库进行定位得到相应的最终定位结果，并通过电子地图显示最终定位结果。 本专利技术中每个参考点的W1-Fi信息包括该参考点处W1-Fi接入点(即W1-Fi热点)的MAC地址、名称和对应的信号强度RSSI值；每个参考点的地磁场信息包括该参考点在大地坐标系X，y, z三个方向上的地磁场强度值。 本专利技术的室内定位方法可以作为一个室内定位APP，实施时需要移动终端和服务器，用户在移动终端上下载并安装该室内定位APP，使用该APP定位时，将移动终端与服务器连接，进而实现当前位置的实时定位。 其中，步骤(I)和(2)为初始化阶段，由APP运营方构建位置指纹库；步骤(3)为应用阶段，使用前先开启APP，然后使用初始化阶段构建的位置指纹库进行定位。 步骤(I)和(2)的过程中移动终端不参与，此时移动终端相对于服务器为离线状态。步骤(3)中移动终端需要采集当前位置的W1-Fi信息和地磁场信息，并根据采集到的信息利用位置指纹库完成定位。 具体定位过程可以通过移动终端实现也可以通过服务器实现，基于服务器实现，移动终端将采集到的W1-Fi信息和地磁场信息传送给服务器，服务器执行定位过程，得到最终定位结果后返回给移动终端。 由于定位过程通常会存在较大的运算过程，因此基于服务器实现，直接将结果返回给移动终端，可以大大降低对移动终端的性能要求。 本专利技术中步骤(I)中首先获取建筑物的室内平面图，然后制作相应的电子平面图，制作得到的电子地图的位置坐标和实际的室内平面图中的坐标一一对应。 参考点的个数以及密度可以根据应用需求进行调整，作为优选，同一层中任意相邻的两个参考点的距离为3?5m。 所述步骤(2-1)在每一个参考点处进行若干次W1-Fi扫描和地磁场扫描以获取相应的参考点的W1-Fi信息和地磁场信息。进一步为保证扫描结果的可靠性，扫描次数为200 ?300 次。 作为优选，所述步骤(2-2)以各个参考点的所有W1-Fi信息中的MAC地址作为当前建筑物的电子标签。以MAC地址作为当前建筑物的电子标签简单且易于实现。 所述步骤(2-2)中通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Wi‑Fi和地磁场的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)构建若干个建筑物的室内平面的电子地图；(2)获取各个建筑物的位置特征数据，并将所有建筑物的位置特征数据组建为位置指纹库，通过如下方法获取各个建筑物的位置特征数据：(2‑1)在当前建筑物中设定若干参考点，获取各个参考点的Wi‑Fi信息和地磁场信息；(2‑2)根据各个参考点的Wi‑Fi信息和地磁场信息确定当前建筑物的电子标签、地磁场识别模型和Wi‑Fi指纹特征，并作为当前建筑物的位置特征数据；(3)获取当前位置的Wi‑Fi信息和地磁场信息，并根据获取的Wi‑Fi信息和地磁场信息利用所述的位置指纹库进行定位得到相应的最终定位结果，并通过电子地图显示该最终定位结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄步添，邢兰涛，刘振广，郑博仑，鲍宗亮，王毅，
申请(专利权)人：杭州云象网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33