[发明专利]融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法

说明书

本发明涉及室内定位技术领域，具体涉及融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法。本发明的方法在离线采样阶段同时采集WIFI信号强度与地磁场信息样本上传至定位中心数据库，在定位中心采用主成份分析方法进行数据特征融合分析，生成融合投影矩阵，利用投影矩阵对数据库内所有采样信息进行投影，得到融合样本。在线定位阶段利用融合投影矩阵对终端接收到的WIFI与地磁场强度信息向量进行投影，生成融合向量，利用融合向量与定位中心数据库中的融合样本进行比对，得到定位结果。本发明方法在现有的普通智能手机上实现融合WIFI与地磁场强度信息的准确定位。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，具体涉及融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法。

背景技术

室内定位技术在室内公共场所监控、室内导航应用中具有重大价值，其中WIFI信号目前广泛存在于城市大多数场合，而目前大众消费的智能手机都具有WIFI接收功能，因此WIFI定位具有普遍性与易实现性；地球磁场因室内环境（钢筋混凝土结构、铁制门窗等）的影响，使地磁场在室内不同位置具有不同的场强分布，同时目前大众消费的智能手机基本带有磁感应计（最常见的应用就是手机上的电子指南针），因此利用地磁场强度信息进行定位也是一种易于广泛使用的方法，但是单一的室内定位技术并不能取得十分理想的定位精度。

在发明专利201010176333.1与201010176348.8中提出了一种利用地磁信息进行室内定位与导航的装置，正如专利中所说，地磁信息往往受到电磁干扰（室内环境下通常是WIFI、电器等干扰），因此该发明采用了复杂的谐振式巨磁阻抗非晶丝传感器来克服干扰，而实际上，WIFI信号本身也是一种有效的定位信息（发明专利201310107068.5、200910242700.0等），单一的抗干扰方法不仅没有充分利用有效定位信息，而且需要增加额外的复杂抗电磁干扰设备，不利于在普通消费品手机终端上使用。而纵观现有的WIFI定位技术，也没有综合考虑地磁场强度信息。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种室内定位方法及系统，综合考虑WIFI与地磁场强度信息，进行有效的信息融合，能够充份利用与位置相关的有效信息，得到更为精确的定位结果。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案之一是，融合地磁场与WIFI信号的室内定位方法，包括以下步骤：

步骤1：在WIFI环境下，采集每个采样点的WIFI信号和地磁信号，将每一采样点的WIFI信号与地磁信号归一化处理，使其值域在同一个区间上，将同一采样点归一化后的WIFI信号与地磁信号组合成归一化混合指纹向量；

步骤2：排除归一化混合指纹向量中相互干扰影响的数值分量，提取出有鉴别力的定位信息，将所有采样点的归一化混合指纹向量构成训练矩阵，对训练矩阵进行方差进行主成分分析，提取出训练矩阵的主特征向量构成投影矩阵，利用投影矩阵将每一采样点归一化混合指纹向量投影，得到每一采样点的融合向量，并将所有采样点的融合向量存储到数据库中；

步骤3：采集待定位点的WIFI信号和地磁信号，并将该待定位点的WIFI信号和地磁信号归一化处理，将归一化后的WIFI信号与地磁信号组合成待定位点的归一化混合指纹向量，再利用投影矩阵对该待定位点的归一化混合指纹向量投影，得到该待定位点的融合向量；

步骤4：遍历数据库中所有采样点的融合向量，找出与该待定位点的融合向量相似度最大的采样点，并将该采样点作为定位位置。

进一步的，所述步骤1具体包括：