一種用于室內(nèi)定位的異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】一種用于室內(nèi)定位的異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，屬于室內(nèi)定位【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明是為了適合目前存在的多種體制的通信系統(tǒng)以及集成了多種傳感器的移動(dòng)終端而提出的。本發(fā)明利用戶終端在先驗(yàn)位置接收到室內(nèi)WiFi節(jié)點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)的強(qiáng)度值、NodeB發(fā)射的信號(hào)的強(qiáng)度值、ENodeB發(fā)射的信號(hào)的強(qiáng)度值、室內(nèi)FemtoCell發(fā)射的信號(hào)強(qiáng)度值以及氣壓傳感器采集的氣壓值構(gòu)建多自由度的指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，并利用構(gòu)建的指紋數(shù)據(jù)庫(kù)完成室內(nèi)三維定位。異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)包含以下信息，分別是：位置信息LPosition、WiFi指紋信息RWiFi、NodeB指紋信息RNodeB、ENodeB指紋信息RENodeB、FemtoCell指紋信息RFemtoCell、大氣壓強(qiáng)指紋信息PAtmospheric。
【專利說(shuō)明】一種用于室內(nèi)定位的異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及一種異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，屬于室內(nèi)定位【技術(shù)領(lǐng)域】。 【背景技術(shù)】
[0002] 目前最成熟的室內(nèi)定位技術(shù)是基于WLAN (Wireless Local Area Network,無(wú)線局 域網(wǎng)）的室內(nèi)定位方案，此種定位方案首先在先驗(yàn)位置處接收到的WiFi節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度構(gòu) 成的指紋圖數(shù)據(jù)庫(kù)，然后利用用戶終端接收到的WiFi信號(hào)強(qiáng)度與指紋數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配完 成定位。但是基于WLAN的室內(nèi)定位解決方案，其只使用了 WiFi信號(hào)的強(qiáng)度信息組建指紋 圖數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)的自由度低，因此這種定位方案的魯棒性差，當(dāng)WiFi節(jié)點(diǎn)無(wú)法正常工作 或者環(huán)境出現(xiàn)變化導(dǎo)致WiFi信號(hào)強(qiáng)度改變時(shí)，定位性能會(huì)急劇惡化。
[0003] 但是隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展與成熟，目前有越來(lái)越多的的通信系統(tǒng)并存，而這 些并存的通信系統(tǒng)正好能夠?yàn)槭覂?nèi)定位提供更多維的指紋圖信息。而目前移動(dòng)通信中的 3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用，以及LTE(Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和LTE-A 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的迅猛發(fā)展，用戶終端在能接收到室內(nèi)WiFi信號(hào)的同時(shí)，還會(huì)接收到NodeB(3G 移動(dòng)通信系統(tǒng)中的基站）和ENodeB(LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)中的基站）發(fā)射的信號(hào)以及室內(nèi) FemtoCelKLTE以及LTE-A中布置在室內(nèi)的飛蜂窩基站）發(fā)射的信號(hào)，多種不同體制的通信 系統(tǒng)的信號(hào)強(qiáng)度則能夠用來(lái)組建異構(gòu)的指紋圖，這不但能提高室內(nèi)定位系統(tǒng)的定位精度， 還能提高系統(tǒng)的魯棒性。此外，隨著移動(dòng)終端的快速更新?lián)Q代，氣壓傳感器等傳感器也逐漸 集成在了移動(dòng)終端中，而這些傳感器所采集的信息也可集成在指紋圖中，進(jìn)一步提供額外 維度的信息。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種用于室內(nèi)定位的異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，以適合目前 存在的多種體制的通信系統(tǒng)以及集成了多種傳感器的移動(dòng)終端，以解決現(xiàn)有室內(nèi)定位系統(tǒng) 的定位精低和系統(tǒng)的魯棒性差的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是：
[0006] -種用于室內(nèi)定位的異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，假設(shè)室內(nèi)環(huán)境同時(shí)可以接收到 NWiFi個(gè)WiFi節(jié)點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)， N^JodeB 個(gè)NodeB發(fā)射的信號(hào)， ^ENodeB 個(gè)ENodeB發(fā)射的信號(hào)， NFemt()Cell個(gè)FemtoCell發(fā)射的信號(hào)，并且地表大氣壓強(qiáng)值為P。。同時(shí)假設(shè)構(gòu)建指紋數(shù)據(jù)庫(kù) 時(shí)使用的終端同時(shí)包含WiFi射頻模塊、3G模塊（接收NodeB發(fā)射的信號(hào)）、4G模塊（接收 ENodeB和FemtoCell發(fā)射的信號(hào)）以及氣壓傳感器；
[0007] 異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)建立階段主要有如下幾個(gè)步驟：
[0008] 步驟1 :待定位區(qū)域參考點(diǎn)確定。假設(shè)在待定位區(qū)域存在N個(gè)參考點(diǎn)，首先要 對(duì)這些參考點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息進(jìn)行測(cè)量，即對(duì)于第i個(gè)參考點(diǎn)測(cè)量得到的坐標(biāo)信息為 (Xi，yi，。由于基于異構(gòu)指紋圖的室內(nèi)定位方案旨在提供三維室內(nèi)定位，所以需要參考點(diǎn) 的三維坐標(biāo)信息。
[0009] 步驟2 :參考點(diǎn)位置處的指紋數(shù)據(jù)測(cè)量。分別在參考點(diǎn)處測(cè)量終端接收到的WiFi 信號(hào)的強(qiáng)度rWiFi、NodeB的信號(hào)的強(qiáng)度rN°deB、ENodeB的信號(hào)的強(qiáng)度r EN°deB、Femt〇Cell的信號(hào) 的強(qiáng)度rFemt° &11和大氣壓強(qiáng)值P，每種指紋數(shù)據(jù)測(cè)量一定次數(shù)。從第1個(gè)參考點(diǎn)開(kāi)始，重復(fù) 步驟2a至2e，直至第N個(gè)參考點(diǎn)結(jié)束。
[0010] 步驟2a :在第i個(gè)參考點(diǎn)處，測(cè)量NWiFi個(gè)WiFi節(jié)點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)強(qiáng)度信息，共測(cè)量 KWiFi次，然后對(duì)每個(gè)WiFi節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度取平均值，最終得到此處的WiFi信號(hào)強(qiáng)度指紋信 息：
【權(quán)利要求】
1. 一種用于室內(nèi)定位的異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，設(shè)室內(nèi)環(huán)境同時(shí)可接收到NWiFif WiFi節(jié)點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)、NN()deB個(gè)NodeB發(fā)射的信號(hào)、NENmleB個(gè)ENodeB發(fā)射的信號(hào)以及N F_Cell 個(gè)FemtoCell發(fā)射的信號(hào)，并且地表大氣壓強(qiáng)值為匕；同時(shí)假設(shè)構(gòu)建指紋數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)使用的 終端同時(shí)包含WiFi射頻模塊、3G模塊、4G模塊以及氣壓傳感器； 其特征在于：所述異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為： 步驟1 :待定位區(qū)域參考點(diǎn)的確定：假設(shè)在待定位區(qū)域存在N個(gè)參考點(diǎn)，首先要對(duì)這些 參考點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于第i個(gè)參考點(diǎn)測(cè)量得到的坐標(biāo)信息為（Xi，yi，Zi); 步驟2 :參考點(diǎn)位置處的指紋數(shù)據(jù)采集：分別在參考點(diǎn)處測(cè)量終端接收到的WiFi信號(hào) 的強(qiáng)度rWiFi、NodeB的信號(hào)的強(qiáng)度rN°deB、EN〇deB的信號(hào)的強(qiáng)度r EN°deB、Femt〇Cell的信號(hào)的強(qiáng) 度產(chǎn)和大氣壓強(qiáng)值P，每種指紋數(shù)據(jù)測(cè)量一定次數(shù)。從第1個(gè)參考點(diǎn)開(kāi)始，重復(fù)步驟 2a至2e，直至第N個(gè)參考點(diǎn)結(jié)束； 步驟2a :在第i個(gè)參考點(diǎn)處，測(cè)量NWiFi個(gè)WiFi節(jié)點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)強(qiáng)度信息，共測(cè)量KWiFi 次，然后對(duì)每個(gè)WiFi節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度取平均值，最終得到此處的WiFi信號(hào)強(qiáng)度指紋信息：

2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于室內(nèi)定位的異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于：所述3G模塊用于接收NodeB發(fā)射的信號(hào)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于室內(nèi)定位的異構(gòu)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，其特征在 于：所述4G模塊用于接收ENodeB和FemtoCell發(fā)射的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK104090984SQ201410360086
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】孟維曉, 陳雷, 韓帥, 鄒德岳 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)