[发明专利]一种基于WiFi与PDR的室内定位简易方法

说明书

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，具体涉及一种基于Android智能终端设备的室内定位简易方法。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展和人们对定位服务需求的日益增多，无线定位技术获得越来越多的关注。全球定位系统GPS(Global Position System)是20世界70年代由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息。在信号比较容易到达的无遮挡的室外，可以通GPS来获取高精度的定位信息。对于室内环境，由于GPS信号强度受到室内复杂环境的影响而大为衰弱，降低了定位精度，无法取得有用的位置信息。

研究表明人们日常生活中90％的时间是在室内，也就是说大部分时间都是GPS定位照顾不到的，所以我们需要研究别的室内定位技术。现如今，室内定位技术受到了越来越多的关注，人们对室内定位的需求不断增长，如：地下车库对车辆位置的定位管理，医院对病人的跟踪管理，家中儿童老人定位看护以及发生灾难时的人员追踪与定位等等。根据室内环境的复杂多变性，室内定位的各种实现方法和解决方案也日益出现，比如依靠GNSS技术实现室内定位，或利用无线传输技术进行室内定位，以及利用航位推算、图像分析、电脑视觉等技术进行室内定位。

现有的红外线、RFID等定位技术的定位精度一般，而且需要预先在定位环境中铺设精度较高的信号接收装置，对信号接受装置的摆放位置也有很高要求。而如超声波和超宽带等定位技术的定位精度较高，但定位装置的成本造价太高，不便于技术推广。如蓝牙、ZigBee等定位技术虽然应用较为普及，实现成本较低，但定位精度受周围环境影响较大。WiFi技术是一种基于无线信号的定位技术，它对基础设施的需求低，成本低廉，而且不需要安装额外设备，是现在主流的室内定位技术。但WiFi室内定位技术也存在着信号容易被室内复杂环境干扰的缺点。PDR(Pedestrian Dead Reckoning)定位技术是一种基于传感器的定位技术，是一种相对位置定位技术，能够随时提供运动体连续的二维位置信息。与基于无线信号的定位技术相比，该技术的优点在于它的定位精度，取决于传感器实时测量的数据的准确性，受周围环境的干扰较小。但是PDR技术也有相应的缺点，它容易产生累积误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的室内定位技术存在的精确度不足，易于受环境干扰和成本高的缺点，本发明提出了一种能够有效提高定位精度，减小环境干扰，成本低廉，技术原理简单，易于推广的室内定位简易方法。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种基于WiFi与PDR的室内定位简易方法，包括如下步骤：

S1：设定初始位置和步长；

S2：通过加速度传感器测量的加速度值对行人的运动状态进行判定；

S3：通过RSSI值进行WiFi定位方法，采集多个参考节点的RSSI值，当检测到RSSI值超过阈值时，运用改进后的算法计算出当前位置，将当前位置作为实际位置值；

S4：进行PDR定位，对室内行人进行航迹推算得到位置估计。

上述技术方案中，步骤S2中，判断行人的运动状态的方法如下：

通过Android系统提供的系统接口获取移动终端加速度传感器的实时数据，得到数组a_i＝(x_i，y_i，z_i)，x_i、y_i、z_i分别代表系统第i次测量时在三个方向上的加速度，与此同时通过对z轴加速度值z_i进行峰值检测，得到z轴加速度峰值大小数据z_p，间隔时间T_i，持续时间T_d；

记录当前时刻的加速度传感器数据a_n＝(x_n，y_n，z_n)与100ms前的加速度传感器数据a_n-1＝(x_n-1，y_n-1，z_n-1)，将a_n与a_n-1的数据与间隔时间T_i进行处理可以得到震动幅度值Value，Value由以下的式子得出: