指紋定位方法與服務(wù)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種指紋定位方法與服務(wù)器，預(yù)先按照建筑格局將定位覆蓋區(qū)域劃分為若干子區(qū)域，并根據(jù)每個子區(qū)域在各種人流量情況下的已知位置參考點(diǎn)的指紋信息建立指紋庫。在實(shí)際定位過程中，先確定匹配的指紋庫，再將當(dāng)前的指紋信息與確定的指紋庫中的指紋信息比較，選取指紋信息最相似的若干參考點(diǎn)，對選取的參考點(diǎn)的位置進(jìn)行加權(quán)平均，作為終端的當(dāng)前位置，完成定位。由于根據(jù)建筑格局和人流量建立了豐富的指紋庫，并針對性地選取匹配的指紋庫進(jìn)行比較，因此消除了建筑與人流密度對定位的影響，提高了指紋定位的精確度，以及對環(huán)境的適用性。
【專利說明】指紋定位方法與服務(wù)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動通信定位【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種指紋定位方法與服務(wù)器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的發(fā)展，作為移動通信和個人通信服務(wù)的一部分，位置服務(wù)變得越來越重要了。
[0003]指紋定位技術(shù)是室內(nèi)位置服務(wù)中的一種常用技術(shù)，傳統(tǒng)的指紋定位技術(shù)是根據(jù)接收到信號的功率來計算終端的位置。
[0004]在研究和實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，由于人群、障礙物等的變動，信號的功率會受到很大影響，根據(jù)功率進(jìn)行定位所得定位結(jié)果很難保證準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述情況，本發(fā)明提出了一種指紋定位方法與服務(wù)器，以提高室內(nèi)定位的準(zhǔn)確性。
[0006]一種指紋定位方法，包括步驟:
[0007]在終端與各接入點(diǎn)之間建立通信并傳輸信號，檢測終端在當(dāng)前位置的指紋信息；
[0008]根據(jù)終端當(dāng)前接入的接入點(diǎn)所在的子區(qū)域及所在子區(qū)域的人流量，確定與終端當(dāng)前位置匹配的指紋庫，每個所述指紋庫保存的是定位覆蓋區(qū)域內(nèi)一個子區(qū)域中已知位置的參考點(diǎn)在一種人流量等級下的指紋信息，子區(qū)域是按照建筑格局劃分的，將接入點(diǎn)當(dāng)前接入終端的總數(shù)量作為該接入點(diǎn)所在子區(qū)域的人流量；
[0009]將終端在當(dāng)前位置的指紋信息與所確定的指紋庫中的指紋信息進(jìn)行比較，選出指紋信息最相似的若干個參考點(diǎn)；
[0010]對選出的參考點(diǎn)的位置進(jìn)行加權(quán)平均，得到終端的當(dāng)前位置。
[0011]一種指紋定位服務(wù)器，包括:
[0012]指紋信息檢測單元，用于在終端與各接入點(diǎn)之間建立通信并傳輸信號，檢測終端在當(dāng)前位置的指紋信息；
[0013]指紋庫匹配單元，用于根據(jù)終端當(dāng)前接入的接入點(diǎn)所在的子區(qū)域及所在子區(qū)域的人流量，確定與終端當(dāng)前位置匹配的指紋庫，每個所述指紋庫保存的是定位覆蓋區(qū)域內(nèi)一個子區(qū)域中已知位置的參考點(diǎn)在一種人流量等級下的指紋信息，子區(qū)域是按照建筑格局劃分的，將接入點(diǎn)當(dāng)前接入終端的總數(shù)量作為該接入點(diǎn)所在子區(qū)域的人流量；
[0014]參考點(diǎn)選取單元，用于將終端在當(dāng)前位置的指紋信息與所確定的指紋庫中的指紋信息進(jìn)行比較，選出指紋信息最相似的若干個參考點(diǎn)；
[0015]終端位置估計單元，用于對選出的參考點(diǎn)的位置進(jìn)行加權(quán)平均，得到終端的當(dāng)前位置。
[0016]本發(fā)明指紋定位方法與服務(wù)器，預(yù)先按照建筑格局將定位覆蓋區(qū)域劃分為若干子區(qū)域，并根據(jù)每個子區(qū)域在各種人流量情況下已知位置參考點(diǎn)的指紋信息，建立指紋庫。在實(shí)際定位過程中，先確定匹配的指紋庫，再將當(dāng)前的指紋信息與確定的指紋庫中的指紋信息比較，選取指紋信息最相似的若干參考點(diǎn)，對選取的參考點(diǎn)的位置進(jìn)行加權(quán)平均，作為終端的當(dāng)前位置，完成定位。由于根據(jù)建筑格局和人流量建立了豐富的指紋庫，并針對性地選取匹配的指紋庫進(jìn)行比較，因此消除了建筑與人流密度對定位的影響，提高了指紋定位的精確度，以及對環(huán)境的適用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明指紋定位方法的流程示意圖；
[0018]圖2為定位覆蓋區(qū)域內(nèi)定位場景劃分示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明指紋定位方法的原理示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明指紋定位服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022]本發(fā)明的指紋定位方法，如圖1所示，包括步驟:
[0023]步驟S101、在終端與各接入點(diǎn)之間建立通信并傳輸信號，檢測終端在當(dāng)前位置的指紋信息；
[0024]步驟S102、根據(jù)終端當(dāng)前接入的接入點(diǎn)所在的子區(qū)域及所在子區(qū)域的人流量，確定與終端當(dāng)前位置匹配的指紋庫，每個所述指紋庫保存的是定位覆蓋區(qū)域內(nèi)一個子區(qū)域中已知位置的參考點(diǎn)在一種人流量等級下的指紋信息，子區(qū)域是按照建筑格局劃分的，將接入點(diǎn)當(dāng)前接入終端的總數(shù)量作為該接入點(diǎn)所在子區(qū)域的人流量；
[0025]步驟S103、將終端在當(dāng)前位置的指紋信息與所確定的指紋庫中的指紋信息進(jìn)行比較，選出指紋信息最相似的若干個參考點(diǎn)；
[0026]步驟S104、對選出的參考點(diǎn)的位置進(jìn)行加權(quán)平均，得到終端的當(dāng)前位置。
[0027]本方法在定位前，預(yù)先建立好指紋庫，因此分為離線階段和在線階段。下面以圖2所示的實(shí)例分別介紹離線階段的步驟和在線階段的步驟。
[0028]離線階段:
[0029]I)按照建筑格局對定位服務(wù)的覆蓋區(qū)域進(jìn)行劃分，分成四個子區(qū)域，如圖2所示，4個子區(qū)域用不同的顏色標(biāo)識，分別記為Mi子區(qū)域，i=l，2，3，4。
[0030]2)對定位服務(wù)覆蓋區(qū)的人流量進(jìn)行劃分，分為〈10人，10人-100人，100人-500人，500人-1000人，>1000人的場景，合計五個人流量密度場景，記第j個場景定義為Nj的場景，j=l，2，3，4，5。
[0031]3)建立位置指紋數(shù)據(jù)庫時，參考節(jié)點(diǎn)首先在圖2中的左上區(qū)域，人流量場景為〈10人的條件下，發(fā)送信號，所述信號可以是專用的定位信號，也可以是一般的導(dǎo)頻信號等。
[0032]4)各接入節(jié)點(diǎn)接收到上述參考節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號，對接收到的信號進(jìn)行信號處理解得并記錄下定位信號的延時時間和功率。所述信號處理可以是利用信號的相關(guān)性，將接收到的信號與本地生成的信號進(jìn)行相關(guān)處理，解得相關(guān)峰值和延時位置。[0033]5)對于圖2中的左上子區(qū)域，分別在人流量場景分為10人-100人，100人-500人，500人-1000人，>1000人的場景條件下對多次進(jìn)行上述步驟4)將得到的相關(guān)時延和功率結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算，取出最可靠的延時作為該所述參考節(jié)點(diǎn)對于所述接入節(jié)點(diǎn)的指紋。
[0034]6)分別對于其余三個子區(qū)域，人流量場景分為10人-100人，100人-500人，500人-1000人，>1000人的場景條件下對多次重復(fù)上述步驟4)，5)，測得其他區(qū)域，五種人流量密度場景條件下的指紋。
[0035]7)將所有接入點(diǎn)測量所述參考節(jié)點(diǎn)的時延信息匯總起來,對應(yīng)該參考節(jié)點(diǎn)的位置信息，則得到了該參考節(jié)點(diǎn)的定位指紋。所有參考節(jié)點(diǎn)的定位指紋的集合便得到該定位場景的定位指紋數(shù)據(jù)庫。
[0036]8)所述指紋庫內(nèi)容包括:整個區(qū)域劃分成4個子區(qū)域，每個子區(qū)域擁有5套指紋庫，每套指紋庫包含參考節(jié)點(diǎn)的位置信息、接收到所述參考節(jié)點(diǎn)定位信號的接入節(jié)點(diǎn)列表、各接入節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計得到的所述參考節(jié)點(diǎn)的時延結(jié)構(gòu)等。
[0037]在線階段:
[0038]I)定位過程中，UE向接入節(jié)點(diǎn)AP1、AP2...發(fā)送信號。所述信號可以是專用的定位信號，也可以是一般的導(dǎo)頻信號等。
[0039]2)根據(jù)UE的當(dāng)前接入的接入點(diǎn)所屬的子區(qū)域，確定該UE處于四個子區(qū)域中哪一個；同時當(dāng)前接入點(diǎn)依據(jù)當(dāng)前時刻接入的UE數(shù)量，判斷應(yīng)該采取N種人流量場景中的哪一種。從M個區(qū)域的N套指紋庫中選取出合適的指紋庫作定位準(zhǔn)備，如圖3所示。
[0040]3)分布在UE周圍的多個AP，如接收到了所述UE發(fā)送的信號。則將所述接入節(jié)點(diǎn)將接收到的信號進(jìn)行信號處理，得到功率和時延。所述信號處理可以是利用信號的相關(guān)性，將接收到的信號與本地生成的信號進(jìn)行相關(guān)處理，解得相關(guān)峰值和延時位置。
[0041]4)選取相關(guān)結(jié)果的延時，將所述若干個基站側(cè)的的延時信息作為定位信息。
[0042]5)將各接入節(jié)點(diǎn)測量得到UE當(dāng)前位置的時延結(jié)構(gòu)匯總，得到當(dāng)前位置的總的測量樣本。將測量樣本與選定的定位指紋數(shù)據(jù)庫中的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。
[0043]6)匹配得到與當(dāng)前位置時延結(jié)構(gòu)最相似的若干個參考節(jié)點(diǎn)，將所述參考節(jié)點(diǎn)的位置信息進(jìn)行加權(quán)和計算得出所述UE位置的估計值。然后反饋給UE完成定位。
[0044]本發(fā)明的指紋定位服務(wù)器是與上述定位方法對應(yīng)的服務(wù)器，如圖4所示，包括:
[0045]指紋信息檢測單元，用于在終端與各接入點(diǎn)之間建立通信并傳輸信號，檢測終端在當(dāng)前位置的指紋信息；
[0046]指紋庫匹配單元，用于根據(jù)終端當(dāng)前接入的接入點(diǎn)所在的子區(qū)域及所在子區(qū)域的人流量，確定與終端當(dāng)前位置匹配的指紋庫，每個所述指紋庫保存的是定位覆蓋區(qū)域內(nèi)一個子區(qū)域中已知位置的參考點(diǎn)在一種人流量等級下的指紋信息，子區(qū)域是按照建筑格局劃分的，將接入點(diǎn)當(dāng)前接入終端的總數(shù)量作為該接入點(diǎn)所在子區(qū)域的人流量；
[0047]參考點(diǎn)選取單元，用于將終端在當(dāng)前位置的指紋信息與所確定的指紋庫中的指紋信息進(jìn)行比較，選出指紋信息最相似的若干個參考點(diǎn)；
[0048]終端位置估計單元，用于對選出的參考點(diǎn)的位置進(jìn)行加權(quán)平均，得到終端的當(dāng)前位置。
[0049]作為一個優(yōu)選的實(shí)施例，所述人流量等級分為少于10人、10-100人、100-500人、500-1000 人，多于 1000 人。[0050]作為一個優(yōu)選的實(shí)施例，所述信號為定位信號或?qū)ьl信號。
[0051]作為一個優(yōu)選的實(shí)施例,所述指紋信息包括時延和/或功率。
[0052]作為一個優(yōu)選的實(shí)施例，所述子區(qū)域?yàn)榉块g、大廳、辦公室或會議室。
[0053]綜上，本發(fā)明的指紋定位方法與服務(wù)器，由于根據(jù)建筑格局和人流量建立了豐富的指紋庫，并針對性地選取匹配的指紋庫進(jìn)行比較，而且采用信號的時延作為選取接入點(diǎn)的依據(jù)，因此消除了建筑與人流密度對定位的影響，提高了指紋定位的精確度，以及對環(huán)境的適用性。
[0054]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種指紋定位方法，其特征在于，包括步驟: 在終端與各接入點(diǎn)之間建立通信并傳輸信號，檢測終端在當(dāng)前位置的指紋信息； 根據(jù)終端當(dāng)前接入的接入點(diǎn)所在的子區(qū)域及所在子區(qū)域的人流量，確定與終端當(dāng)前位置匹配的指紋庫，每個所述指紋庫保存的是定位覆蓋區(qū)域內(nèi)一個子區(qū)域中已知位置的參考點(diǎn)在一種人流量等級下的指紋信息，子區(qū)域是按照建筑格局劃分的，將接入點(diǎn)當(dāng)前接入終端的總數(shù)量作為該接入點(diǎn)所在子區(qū)域的人流量； 將終端在當(dāng)前位置的指紋信息與所確定的指紋庫中的指紋信息進(jìn)行比較，選出指紋信息最相似的若干個參考點(diǎn)； 對選出的參考點(diǎn)的位置進(jìn)行加權(quán)平均，得到終端的當(dāng)前位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指紋定位方法，其特征在于， 所述人流量等級分為少于10人、10-100人、100-500人、500-1000人，多于1000人。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的指紋定位方法，其特征在于， 所述信號為定位信號或?qū)ьl信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的指紋定位方法，其特征在于， 所述指紋信息包括時延和/或功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的指紋定位方法，其特征在于， 所述子區(qū)域?yàn)榉块g、大廳、辦公室或會議室。
6.一種指紋定位服務(wù)器，其特征在于，包括: 指紋信息檢測單元，用于在終端與各接入點(diǎn)之間建立通信并傳輸信號，檢測終端在當(dāng)前位置的指紋信息； 指紋庫匹配單元，用于根據(jù)終端當(dāng)前接入的接入點(diǎn)所在的子區(qū)域及所在子區(qū)域的人流量，確定與終端當(dāng)前位置匹配的指紋庫，每個所述指紋庫保存的是定位覆蓋區(qū)域內(nèi)一個子區(qū)域中已知位置的參考點(diǎn)在一種人流量等級下的指紋信息，子區(qū)域是按照建筑格局劃分的，將接入點(diǎn)當(dāng)前接入終端的總數(shù)量作為該接入點(diǎn)所在子區(qū)域的人流量； 參考點(diǎn)選取單元，用于將終端在當(dāng)前位置的指紋信息與所確定的指紋庫中的指紋信息進(jìn)行比較，選出指紋信息最相似的若干個參考點(diǎn)； 終端位置估計單元，用于對選出的參考點(diǎn)的位置進(jìn)行加權(quán)平均，得到終端的當(dāng)前位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的指紋定位服務(wù)器，其特征在于， 所述人流量等級分為少于10人、10-100人、100-500人、500-1000人，多于1000人。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的指紋定位服務(wù)器，其特征在于， 所述信號為定位信號或?qū)ьl信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的指紋定位服務(wù)器，其特征在于， 所述指紋信息包括時延和/或功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的指紋定位服務(wù)器，其特征在于， 所述子區(qū)域?yàn)榉块g、大廳、辦公室或會議室。
【文檔編號】G06K9/00GK103440473SQ201310348083
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】付杰尉, 鄧單, 張遠(yuǎn)見, 劉文博, 馮穗力, 丁躍華, 李馨, 胡應(yīng)添 申請人:京信通信系統(tǒng)（中國）有限公司