[发明专利]基于双频WLAN接入点的室内差分定位方法

说明书

技术领域

本发明属于定位技术领域，具体涉及一种基于双频WLAN接入点的室内差分定位方法。

背景技术

随着大型商场、大型停车场、机场等大而复杂的室内环境的增多，人们需要一种强有 力的室内定位技术来满足在陌生的大型环境的自我定位以及对目标的定位，包括目的地， 目标物品，甚至小孩和同行朋友的定位；另一方面，商家希望根据客户在商场中常驻的区 域，向其推送用户可能购买的商品。巨大的市场需求驱动着对室内高精度定位技术的追求， 人们通过改善卫星定位不足，如通过伪卫星技术实现室内卫星信号的覆盖，而更多的是用 更适合室内定位的新的技术代替卫星定位，主要有基于射频识别(RadioFrequency Identification，RFID)的定位技术、基于超宽带(Ultra-Wideband，UWB)的定位技术、基 于蓝牙(Bluetooth)的定位技术和基于无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN) 的定位技术等等。基于RFID、UWB、Bluetooth的定位技术，或因系统复杂，或因成本高， 其发展和应用受到限制；而基于WLAN的定位技术，成本低，定位系统复杂性低，易于实现， 是当前的主流定位技术。

在室内复杂的环境中，由于多径衰落、人的干扰等因素，WLAN的信号波动明显，降低 定位精度。目前，改善WLAN信号波动导致定位精度下降的方法主要有：1)通过布置更多 的无线接入点，增加数据库的维度，然而这种方法使得成本增加，高纬度的数据增加了计 算开销；2)通过与运动传感器结合，利用传感器能够连续定位来约束由于WLAN信号波动 导致定位结果的跳动，然而，这种方法的对定位精度改善是有限的，特别是在相对空旷的 区域，如机场、车站的乘客等候区，且结合运动传感器定位对用户的运动方式有限制，比 如限制用户手持智能终端定位时必须屏幕朝上放在胸前，不能随意摆放；另一方面，对物 体的定位时，物体的运动是复杂无规律的，运动传感器不适用。

目前，WiFi技术的工作频率主要为2.4GHz，近年来由于对稳定、高频信号的追求和研 究，使基于5GHz信号的WiFi通信技术也逐步走向成熟和普及，许多智能手机也都配备了 接收2.4GHz和5GHz信号的无线网卡，如小米第三代、苹果Iphone、三星Note、Galaxy 系列等。而在无线WLAN接入点的发展方面，已经有多款能够同时发射2.4GHz和5GHz频率 信号的产品，2.4GHz信号具有衰减小、传输距离远的特点，而5GHz信号具有传输速率高的 特点，因此同时发射2.4GHz和5GHz频率信号的无线接入点能够兼顾覆盖距离和高速传输。

针对现有室内定位技术的缺陷和不足，以及WLAN网络的发展趋势，有必要设计一种基 于双频WLAN接入点的室内差分定位方法。

发明内容

本发明公开了一种基于双频WLAN接入点的室内差分定位方法，能减小环境变化带来的 定位精度下降，以增强定位精度的鲁棒性。

本发明所述的一种基于双频WLAN接入点的室内差分定位方法，包括以下步骤：

步骤1、在定位区域内布置能够同时发射2.4GHz和5GHz信号的双频WLAN无线接入点， 确定网格密度划分参考点；

步骤2、在每个参考点采集多个WLAN无线接入点发射的2.4GHz和5GHz频点的信号强 度RSS；

步骤3、把同一个无线接入点的不同频点的信号强度作差取绝对值，形成差分信号强矢量并与参考点的位置信息(X,Y)构成该参考点的指纹信息，所有参考点的指纹信息构成定位区域的差分位置指纹数据库：

第i个参考点的指纹信息为：

其中，i表示参考点的编号，表示第i个参考点的差分信号强度矢量，X_i表示第i个参考点的横坐标,Y_i表示第i个参考点的纵坐标；

步骤4、在建立差分位置指纹数据库后，用户利用能够同时采集2.4GHz和5GHz信号的 智能终端在定位区域中任意的位置采集信号强度；

步骤5、将采集到的同一无线接入点的不同频点的信号强度作差，形成当前位置的差分 信号强度矢量样本点；

步骤6、将该样本点利用KNN算法进行数据库匹配，解算出用户的位置。