[发明专利]一种基于WiFi和加速度计的定位RadioMap快速建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Radio Map快速建立算法，具体涉及基于WiFi和加速度计的定位技术，属于基于WiFi定位技术领域。

背景技术

随着智能手机的普及，位置定位服务越来越受到人们的重视。而现如今的卫星定位只解决了室外定位的问题，室内定位仍未得到统一。IEEE 802.11标准的提出，使得无线局域网(Wireless Local Area Networks)的部署越来越广泛。而基于WLAN的室内定位方法由于其部署方便，无需添加其他硬件设备而得到广泛的关注。

WLAN室内定位技术通过测量来自接入点AP(Access Point)的接收信号强度RSS(Received Signal Strength)估计出移动设备的位置。通常该定位系统分为两步即建立Radio Map的离线阶段和在线的定位估计阶段。如图1所示，Radio Map是由参考点(Reference Point，简称RP)组成。参考点包含两部分信息，分别是参考点的物理位置和在该位置上接收到来自WiFi环境下各个AP的RSS值，其中，n表示参考点的个数，m表示AP个数。传统的Radio Map获取方法为，先在室内环境下按照一定间隔均匀设置参考点，使其覆盖需定位区域。然后在每个参考点分别朝向不同方向并在每个方向多次测量RSS值。由于这种对信号进行测量和位置标注的方式十分费时费力。

由于无线电在室内传播易受到门的开启及闭合，人的走动，墙壁的阻挡等多重因素影响，为提高室内定位精度，需要在参考点处多次测量来自各AP的信号强度弥补由于随机噪声对Radio Map产生的影响。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于WiFi和加速度计的定位Radio Map快速建立方法，以解决现有的测量方法十分费时费力，Radio Map数据标定工作较难且工作量大的问题。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：

本发明所述的一种基于WiFi和加速度计的定位Radio Map快速建立方法，所述方法基于设置有无线网卡及Radio Map快速建立软件的移动终端来实现，所述Radio Map快速建立软件界面包含测量区域的平面图、并且Radio Map快速建立软件可在点击开始按钮后调用设置在移动终端内的加速度计进行计步，具体步骤如下：

步骤一：根据需要定位的环境，选择合适的坐标原点P0(X₀,Y₀)，建立二维直角坐标系，移动终端上的坐标位置以像素表示，移动终端的屏幕左上角为坐标原点，向右为x轴正方向，向下为y轴正方向；

步骤二：选择一个行走起始位置，并通过点击显示在移动终端屏幕上的Radio Map快速建立软件平面图的相应位置选择为起点，Radio Map快速建立软件通过在移动终端上选择的起点，计算起点的实际坐标，如图2所示；

步骤三：将移动终端水平放置，点击应用软件界面上的“开始”按钮后开始直线行走，此时Radio Map快速建立软件利用加速度计获取行走步数，并同时通过无线网卡测量每步落地时的RSS值；

步骤四：停止行走，并通过点击显示在移动终端屏幕上的Radio Map快速建立软件平面图的相应位置选择为结束点，如图4；Radio Map快速建立软件过在移动终端上选择的结束点，计算结束点的实际坐标；

步骤五：Radio Map快速建立软件根据步骤二确定的起点实际坐标与步骤四确定的结束点实际坐标，在每步的步长相等前提下，并结合行走步数，计算出每一步落点所在位置，也就是测量点的物理位置，按照测量顺序与步骤三中获得的每步落地时的RSS值对应，即完成Radio Map的快速建立。

本发明中的Radio Map快速建立软件，界面包括平面图，用于确定用户位置的素材图片，一个“开始”按钮和一个“结束”按钮。软件包含两个模块，分别为平面图表示模块和计步器模块。平面图表示模块可从用户点击屏幕确定的起点/结束点获取它们在定位环境中的坐标；计步器模块用于判断用户是否行走及记录行走步数，并在每走一步时通过无线网卡测量RSS值。软件工作过程如下：

一、将平面图显示在终端屏幕上，并当用户通过点击屏幕确定起点时根据转换公式