[发明专利]一种基于AP四边形组网的质心约束室内定位方法

说明书

本发明公开了一种基于AP四边形组网的质心约束室内定位方法。首先，在测试区域内部署若干个位置已知的AP并进行组合，获得包含测试区域的初始四边形集合并提取该集合中四边形质心得到初始四边形质心集合；其次，在待定位点处采集来自AP的接收信号强度，结合传播模型公式和三边测量定位法计算待定位点的初步估计坐标，基于该初步估计坐标并利用内角和法提取所有包含待定位点的四边形以获得目标四边形集合及其质心集合；最后，计算目标四边形质心集合的平均质心坐标并将其与初步估计坐标加权融合即得到待定位点的最终估计坐标。本专利基于测试区域内目标四边形集合的几何约束，提出了一种基于AP四边形组网的质心约束室内定位方法，增强了定位系统稳定性并实现低开销室内定位。

技术领域

本发明属于室内定位技术，具体涉及一种基于AP四边形组网的质心约束室内定位方法。

背景技术

在互联网高速发展的信息时代，利用智能化便携设备，无线用户就可以随时随地享受互联网带来的便利。因此，人们对室内位置服务(LBS,Location-based Service)的需求的也不呈大幅度增长趋势。然而，在室内环境下，不易持续稳定地捕获全球定位系统(GPS,lobal Positioning System)的卫星信号，所以室外常用的GPS难以满足大多室内LBS对定位精度的要求。与此同时，蓝牙、红外(IR,Infrared Ray)、ZigBee、超宽带(UWB,UltraWide Band)等定位系统通常需要增加额外的基础设施，使得其应用范围受到极大限制。相比而言，Wi-Fi网络具有覆盖范围广、部署成本低且无需特殊硬件设备等优势，于是基于接收信号强度(RSS,Received Signal Strength)的Wi-Fi定位已逐渐成为室内定位技术的主流。

Wi-Fi定位方法大致分为传播模型法和位置指纹法。前者通过Wi-Fi信号传播模型建立传播距离与RSS的数学关系，然后根据已知的Wi-Fi接入点(AP,Access Point)位置，利用三边测量等几何定位算法来估计待定位点位置，但该方法在复杂室内环境下难以建立精确的Wi-Fi信号传播模型，从而影响定位精度。后者则主要包括离线和在线两个阶段，在离线阶段通过采集预先标定的若干参考点(RP,Reference Point)处的来自不同AP的RSS，构建位置指纹数据库；然后在在线阶段将新采集的RSS与位置指纹数据库进行匹配，以得到目标的估计位置。

然而随着研究人员在室内定位领域上的深入研究和人们在实际生活中对室内定位服务日益增加的需求，现有的许多室内定位算法由于开销庞大和实现较复杂等原因已经不能满足室内定位发展的要求。针对此问题，本发明提出了一种基于AP四边形组网的质心约束室内定位方法，通过采集和计算得到目标四边形质心集合，从而获得在几何约束条件下的待定位点最终估计坐标，该方法增强了定位系统稳定性并实现低开销室内定位。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于AP四边形组网的质心约束室内定位方法，它通过在测试区域加权融合目标四边形集合的质心坐标平均值与待定位点初步估计坐标来获取待定位点的最终估计坐标，该方法增强了定位系统稳定性并实现低开销室内定位。

本发明所述的一种基于AP四边形组网的质心约束室内定位方法，包括以下步骤：

步骤一、在测试区域内放置n(n≥4,n为整数)个位置已知的无线接入点(AccessPoint,AP),AP的通信范围包含测试区域，并且保证这n个AP至少能够组成一个包含测试区域的四边形。

步骤二、对n个AP进行组合得得到p(p为整数)个不同的初始四边形并获取其质心坐标集合；具体包括以下步骤：

步骤二(一)、对于n个AP，它们的位置坐标分别为(x₁₁,y₁₁),…,(x_nn,y_nn),任选4个AP进行排列组合，一共可以得到p个不同的初始四边形，记第i个四边形为P_i(i＝1,…，p)。