[发明专利]一种利用智能手机进行楼层定位的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种新的定位技术，具体是一种通过用户的智能手机自动定位用户在建筑物中的哪一层楼的方法。

背景技术

在当今飞速发展的基于位置的应用领域，利用智能手机进行定位占据着很重要的地位。目前，绝大多数的定位技术都需要一定的基础设施的支持，如蜂窝网络，Wi-Fi无线网络和全球定位系统（GPS）。而这些技术各有各的优缺点，在精度、使用场景上都有限制。在定位技术领域中，如何定位一个用户在一栋建筑物中的哪一层，是一个很热门的问题，因为如果知道了此类信息，就可以据此给用户提供相关的服务，如广告，指路，以及救援搜寻。

 目前，公知的定位技术有如下几类：

第一类：基于GPS、GSM、WI-FI等信号

 GPS是比较通用的定位技术，他通过卫星定位手机在地球上的经度纬度及高度信息，精度能够达到5米以内，但是这是在室外的情况，在室内情况由于受到建筑物干扰，精度降低很多，无法用来定位用户处于哪一层上。

基于GSM的定位技术不管在室内室外的情况，精度都很低，不能定位用户的楼层；

基于WI-FI的定位技术主要是这样工作的，用户在室内的不同位置手机检测到周围的WI-FI信号强度是不同的，如果预先在室内的每个位置都采集一下WI-FI的信号强度，得到WI-FI信号强度和对应位置的二元组，存储到一个数据库中。当一个新的用户要定位时，只要检测一下当前周围的WI-FI信号强度，然后与数据库中的做对比，找到最接近的，这个最接近的WI-FI信号所对应的位置就是该用户的当前位置。这种技术的缺点在于它需要室内有足够多的WI-FI热点，并且需要一个学习的过程，那就是预先到室内的每个位置采集一下数据，存储到数据库中，这样的工作量是巨大的；还有个缺点就是WI-FI信号强度受到周围环境的影响较大，同一地点不同时候的WI-FI信号强度可能变化，影响定位精度。

第二类：通过手机传感器辅助定位技术

 该类技术利用用户手机的感知能力辅助定位，通过手机自带传感器获得的数据可以大致追踪用户的运动路径，如走了多少步，有没有上下楼等可以通过手机的加速度传感器获得加速度数据，再依赖行为识别技术进行识别；由于这种识别方法精度不是很好，现有的技术都是需要在建筑物内安装一些校准装置，称为校准点，校准点会发出一些特殊的信号，用户的手机可以检测到这样的信号，从而校准自己的位置；这样该技术的实现就要预先在建筑物中部署大量的校准点，耗费大量人力物力，而且后期需要较多的维护工作，并不经济实用。

第三类：基于RFID的定位技术

 基于RFID的定位技术原理很简单，利用读卡器和标签，当他们彼此之间相互接近的时候，读卡器可以读取到标签，如果这两者中有一方位置是已知的，当读卡动作发生时另一方的位置就知道了。 通常有两种方式：1、标签固定，读卡器移动；首先大量标签被部署在建筑物的不同位置，用户携带者便携式的读卡器，由于标签的位置是已知的，所以当用户读到标签时，标签的位置就是用户当前的位置。 2、读卡器固定，标签移动，与上一种方法相反，用户手机上贴有标签，而建筑物内部署了许多读卡器，一旦读卡器读到用户的标签，那用户的位置就在该读卡器附近，从而实现了定位。

 基于RFID的定位技术精度高，但是有很多缺点，部署大量的读卡器和标签很耗时耗力，而且大量的读卡器和标签是非常昂贵的；一般用户手机上是贴着标签的，因为一般手机不具有读卡器的功能，由于读卡器成本高，在建筑物部署到一定密度的读卡器是很不经济的。

发明内容    

本发明所要解决的技术问题是利用智能手机本身感知和通信功能进行用户的楼层定位，这种方法不需要在建筑物内部署任何软硬件设施，就能够提供高精度的定位服务。

本发明所述的一种利用智能手机进行楼层定位的方法，该智能手机具有加速度传感器，包括以下步骤：

1）收集同一建筑物内各用户手机加速度传感器数据以及用户之间相遇的信息，生成一张映射表，此表中包含该建筑物任意两层之间的楼梯台阶数或者电梯运行时间；

2）将映射表发送到该建筑物每个用户的手机中，当用户存在行为时，手机首先识别用户上下楼梯或电梯的行为，并记录楼梯数目或电梯运行时间，根据用户的初始楼层位置，通过查表进行匹配，即可获知行为过后的楼层位置。

所述步骤1）中用户之间相遇的信息是通过手机之间蓝牙信号强弱来判定。