[发明专利]一种移动终端的室内定位方法

说明书

本发明公开了一种移动终端的室内定位方法，属于移动通信领域，包括以下步骤：1、修改服务器中Wi‑Fi定位参考区指纹格式；2、客户端进入定位参考区，惯性导航模块程序读取传感器检测的用户步数和方向信息，并采用粒子滤波来追踪用户的行走轨迹；并调用基于RSS指纹的Wi‑Fi定位模块实施定位；3、客户端的粒子滤波模块程序全局搜索一个密度最高的位置P1，4、若P1密度小于阈值，客户端的粒子滤波模块程序实施定位；5、若P1密度大于阈值，客户端的评估校准模块程序实施校正。本发明提高了定位精度，又避免更新Wi‑Fi离线指纹库所进行的重复采集数据的运算量。

技术领域

本发明属于移动通信领域，具体涉及一种使用粒子滤波融合Wi-Fi定位和惯性导航定位的方法。

背景技术

传统的定位技术(卫星定位、基站定位)却因技术手段限制，无法满足室内定位要求。目前，室内定位技术主要有：超宽带(UWB)技术、蓝牙技术、超声波技术、红外线定位技术、射频识别技术和Wi-Fi技术，其中基于Wi-Fi的定位技术成本低廉，无需额外设备支持，使用范围广泛。

Wi-Fi技术提供了许多算法方案，包括基于信号强度衰减模型和基于接收信号强度指纹法(RSSI)。基于接受信号强度(Received Signal Strength,RSS)指纹法分为两个阶段：一是离线阶段，在服务器构成的系统覆盖区域内，设置若干个参考点(ReferencePoint,RP)采集其位置信息以及一个路由器的信号强度信息，形成该参考点的信号强度-位置指纹数据库。二是在线阶段，用户使用带有Wi-Fi功能的移动设备扫描一组Wi-Fi信号强度信息，形成在线指纹，通过对比离线指纹和在线指纹的相似度，确定最为相似的K个参考点的中心作为定位结果。该方法的缺点是：目标区域较大或者定位精度要求较高时，离线阶段采集数据的工作量较大，同时因为路由器的位置和功率可能会发生变化，所以需要定期采集数据来更新Wi-Fi离线数据库，来保证离线指纹库的正确性和可靠性。

在微机电(MEMS)技术的推动下，各种传感器的尺寸变小成本降低，被广泛的用于个人智能移动终端中。基于传感器的定位技术，其突出优势在于导航定位的自主性和连续性，可以记录用户的轨迹。移动终端中普遍使用的传感器包括惯性传感器(加速度计和陀螺仪)、电子罗盘等，基于这些传感器能实现一个惯性导航系统，通过检测加速度计周期性的变化来确定用户行走的步数，通过电子罗盘和陀螺仪检测的用户角速度确定用户的方向，通过对步行者行走的步数、步长、方向进行测量和统计，推算出步行者行走轨迹和位置等信息(Pedestrian Dead Reckoning，PDR)。

综上所述，Wi-Fi定位精度易受到无线网络接入点(AP)的分布密度的影响，在复杂的室内条件下，室内的障碍物较多，多径效应明显以及外部信号的干扰，Wi-Fi信号十分不稳定，给定位增加了难度；另外，离线采集阶段费时费力，并且需要重复采集以保证离线指纹库的可靠性，在大型室内环境下代价难以接受。

惯性导航系统的移动终端中所包含传感器的体积小、成本低，且广泛存在，能够获取用户实时运动状态，在短时间内定位精度较高，能够准确记录用户轨迹。但是由于硬件构造特性，其移动终端在使用过程中存在累积误差，因而不适合于长时间定位使用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种移动终端的室内定位方法，其定位精度高，能有效克服现有惯性导航系统在定位过程中由于累积误差大、不适宜长时间定位的问题，在Wi-Fi信号不稳定难以定位时，仍能使用惯性导航的结果估算用户位置，同时能够避免重复采集数据来更新Wi-Fi离线指纹库。

本发明的构思是：使用粒子滤波又结合惯性导航系统和基于RSS指纹的Wi-Fi定位法实现室内定位，提高定位精度，避免现有惯性导航系统在定位过程中由于累积误差大、不适宜长时间定位的问题。并且能够采集用户定位时扫描的Wi-Fi信号强度信息，在用户使用时动态地改进Wi-Fi离线指纹库，并将一部分在线指纹存入Wi-Fi离线指纹库作为新的指纹，不使用重复采集数据来更新Wi-Fi离线指纹库，减少离线阶段的数据采集工作量。