一種WIFI位置指紋采集方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種WIFI位置指紋采集方法及系統，該方法包括：S1.構建地圖結構，生成位置指紋數據庫；S2.根據采樣過程中運動模式獲取起點位置，并將所述起點位置信息添加至所述位置指紋數據庫內；S3.根據采樣過程中方向變化獲取轉彎點位置，并將所述轉彎點位置信息添加至所述地圖結構內；S4.獲取多個采樣點的位置坐標信息，并將所述位置坐標信息添加至所述地圖結構內。本發明專利技術指紋采集可以伴隨日常活動同時進行，從而大大地降低了建立指紋數據庫的人力成本；本發明專利技術的WIFI位置指紋采集方法是一種持續不間斷的指紋采集方法，可以實時地更新室內指紋變化情況，以保證可靠的定位精度，且相比傳統指紋采集方法具備更好的系統移植性。

【技術實現步驟摘要】
一種WIFI位置指紋采集方法及系統
本專利技術涉及無線通信領域，尤其涉及一種WIFI位置指紋采集方法及系統。
技術介紹
近年來隨著智能手機和移動互聯網應用的快速發展，基于位置的服務吸引了越來越多的關注。實時定位技術已經成為交通、商業、物流、個性服務等多個高層次應用的基礎技術。在室外環境下，全球導航衛星系統經過長期的發展，已經可以提供很好的定位服務，例如全球定位系統，俄羅斯格洛納斯衛星導航系統（GLONASS），以及我國正在研制和即將應用的北斗衛星導航系統（BeidouNavigationSystem，BDS）。然而，在室內環境中，由于衛星信號到達地面時較弱、不能穿透建筑物，以及多徑效應等問題，全球定位系統無法提供可靠的服務。因此，近年來室內定位技術已經成為導航領域的一個熱門研究方向。基于WIFI位置指紋的室內定位方法屬于場景分析法的一種，由于其定位精度相對較高、易于部署、可移植性強等特點，已經成為應用最為廣泛的室內定位技術之一。如申請號為CN201310565574.9的專利文獻提供的“基于WIFI指紋技術的定位方法和裝置”，該專利技術公開了一種基于WIFI指紋技術的定位方法和裝置。該方法包括：根據用戶定位請求獲取待定位WIFI指紋，并根據所述待定位WIFI指紋匹配至少一個候選WIFI指紋；根據候選WIFI指紋位置確定目標位置；根據候選WIFI指紋位置確定所述目標位置的預估定位精度；將所述目標位置和預估定位精度提供給用戶。又如申請號為CN201610178611.4的專利文獻提供的“一種WIFI定位指紋采集裝置及方法”，該專利技術提供一種WIFI定位指紋采集裝置及方法，采用紅外測距技術，確定定位點進行WIFI數據的采集。WIFI位置指紋定位系統為了保證其較高的定位精度，需要一個指紋采集的過程，傳統的指紋訓練方法需要耗費大量的人力，因此成為制約WIFI位置指紋定位系統推廣應用的最主要因素。
技術實現思路
針對上述現有技術的現狀，本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種效率更高的WIFI位置指紋采集方法及系統。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種WIFI位置指紋采集方法，包括：S1.構建地圖結構，生成位置指紋數據庫；S2.根據采樣過程中運動模式獲取起點位置，并將所述起點位置信息添加至所述位置指紋數據庫內；S3.根據采樣過程中方向變化獲取轉彎點位置，并將所述轉彎點位置信息添加至所述位置指紋數據庫內；S4.獲取多個采樣點的位置坐標信息，并將所述位置坐標信息添加至所述位置指紋數據庫內。進一步地，所述地圖結構包括節點和路徑；所述節點為所述路徑的端點，包括起點和轉彎點，所述節點還包括用戶自定義節點；所述步驟S1中，根據所有節點坐標以及節點之間連通關系完成地圖結構的構建。進一步地，所述步驟S1中，根據所述用戶自定義節點位置，可以采集大量指紋訓練數據集，所述指紋訓練數據集經過處理后生成位置指紋數據庫。進一步地，所述步驟S2中，當采樣過程中運動模式為靜止時，檢測所處位置接收信號強度向量及對應的采樣時間戳，選取所述接收信號強度向量集合概率值最大的位置為靜止狀態所處位置；當采樣過程中運動模式由靜止轉變為移動時，設置所述靜止狀態所處位置為路徑的起點，并將其存入所述位置指紋數據庫。進一步地，所述步驟S2中，通過加速度傳感器判別運動模式，當所述加速度傳感器X軸、Y軸、Z軸三個方向讀數的標準差大于設定閾值時，判斷采樣運動模式由靜止轉變為移動。進一步地，所述步驟S3中，當從起點開始沿著路徑移動采樣時，通過方向傳感器檢測方向變化，當所述方向傳感器度數變化超過設定閾值時，判斷采樣方向發生變化。進一步地，所述采樣方向變化分為兩種情況：當方向變化為在當前路徑上發生反方向轉變時，根據采樣移動速度和相應的時間戳來獲得轉彎點的坐標；當方向變化為移動至另一條路徑時，根據方向發生改變前的采樣方向在所述地圖結構中篩選出所有可能的節點，再根據采樣移動速度和相應的時間戳匹配出實際所在節點。進一步地，所述步驟S4中，根據所述起點與轉彎點的位置坐標，及路徑上每個參考點對應的采樣時間戳，利用線性內插方法計算出路徑中每個參考點的位置坐標；將當前的轉彎點作為新的起點，重復執行步驟S3、S4，直至采樣結束。一種WIFI位置指紋采集系統，包括：構建模塊，用于構建地圖結構，生成位置指紋數據庫；采樣模塊，用于獲取起點、轉彎點以及多個采樣點的位置坐標信息；添加模塊，用于將采樣模塊采集到的位置坐標信息添加至所述位置指紋數據庫內。進一步地，所述采樣模塊包括：接收信號強度檢測單元，用于采集接收信號強度向量；時間單元，用于記錄采樣對應時間戳；速度傳感器，用于檢測采樣移動速度；加速度傳感器，用于判別所述采樣模塊運動模式；方向傳感器，用于檢測所述采樣模塊方向的變化。本專利技術與現有指紋采集方法相比具有如下優點：（1）本專利技術指紋采集可以伴隨日常活動同時進行，從而大大地降低了建立指紋數據庫的人力成本。（2）本專利技術的WIFI位置指紋采集方法是一種持續不間斷的指紋采集方法，可以實時地更新室內指紋變化情況，以保證可靠的定位精度，且相比傳統指紋采集方法具備更好的系統移植性。附圖說明圖1為本專利技術實施例中一種WIFI位置指紋采集方法流程示意圖；圖2為本專利技術實施例中一種node-edge地圖結構示意圖；圖3為本專利技術實施例中線性內插計算位置坐標方法示意圖。具體實施方式以下是本專利技術的具體實施例并結合附圖，對本專利技術的技術方案作進一步的描述，但本專利技術并不限于這些實施例。如圖1所示為本實施例中一種WIFI位置指紋采集方法，該方法包括：S1.構建地圖結構，生成位置指紋數據庫；S2.根據采樣過程中運動模式獲取起點位置，并將所述起點位置信息添加至所述位置指紋數據庫內；S3.根據采樣過程中方向變化獲取轉彎點位置，并將所述轉彎點位置信息添加至所述位置指紋數據庫內；S4.獲取多個采樣點的位置坐標信息，并將所述位置坐標信息添加至所述位置指紋數據庫內。所謂位置指紋，是指對于特定的位置，都有唯一的可測物理量映射，這種用于標識位置的可測物理量被稱為位置指紋。在基于WIFI的室內定位技術中，通常采用WIFI接收信號強度作為位置指紋。WIFI位置指紋定位原理為：無線信號的信號強度在空間傳播過程中，會隨著傳播距離的增加而減弱，接收端設備與信號源距離越近，信號源的信號強度就越強接收端離發送方越遠,接收到的信號強度就越弱。根據終端設備接收到的信號強度和已知的無線信號賡牙落模型，WIFI位置指紋定位可以估算出接收方和發送方之間的距離，根據估算接收方與多個發送方之間的距離，就可以計算出接收方的位置。基于位置指紋的定位方法一般分為兩個階段：離線數據采集階段和在線定位階段。離線數據采集階段主要是在預先設定的參考點上采集多個無線接入點（AccessPoint，AP）的接收信號強度樣本，然后與位置信息一起存入數據庫中，這個數據庫就稱為位置指紋數據庫。WIFI位置指紋定位進行在線定位時,移動終端將收集到的各個不同信號源在該點的信號強度數據發送給定位服務器,定位服務器根據信號強度的高斯分布的平均值和標準差,根據當前點實時測得的對應信號源的信號強度,去計算覆蓋當前點的所有信號源的聯合高斯分布概率。這個概率值越大,表示移動終端當前位置越靠近定位服務器已經保存的點。由本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種WIFI位置指紋采集方法，其特征在于，包括：S1.構建地圖結構，生成位置指紋數據庫；S2.根據采樣過程中運動模式獲取起點位置，并將所述起點位置信息添加至所述位置指紋數據庫內；S3.根據采樣過程中方向變化獲取轉彎點位置，并將所述轉彎點位置信息添加至所述位置指紋數據庫內；S4.獲取多個采樣點的位置坐標信息，并將所述位置坐標信息添加至所述位置指紋數據庫內。

【技術特征摘要】
1.一種WIFI位置指紋采集方法，其特征在于，包括：S1.構建地圖結構，生成位置指紋數據庫；S2.根據采樣過程中運動模式獲取起點位置，并將所述起點位置信息添加至所述位置指紋數據庫內；S3.根據采樣過程中方向變化獲取轉彎點位置，并將所述轉彎點位置信息添加至所述位置指紋數據庫內；S4.獲取多個采樣點的位置坐標信息，并將所述位置坐標信息添加至所述位置指紋數據庫內。2.如權利要求1所述的一種WIFI位置指紋采集方法，其特征在于，所述地圖結構包括節點和路徑；所述節點為所述路徑的端點，包括起點和轉彎點，所述節點還包括用戶自定義節點；所述步驟S1中，根據所有節點坐標以及節點之間連通關系完成地圖結構的構建。3.如權利要求1所述的一種WIFI位置指紋采集方法，其特征在于，所述步驟S1中，根據所述用戶自定義節點位置采集指紋訓練數據集，所述指紋訓練數據集經過處理后生成位置指紋數據庫。4.如權利要求1所述的一種WIFI位置指紋采集方法，其特征在于，所述步驟S2中，當采樣過程中運動模式為靜止時，檢測所處位置接收信號強度向量及對應的采樣時間戳，選取所述接收信號強度向量集合概率值最大的位置為靜止狀態所處位置；當采樣過程中運動模式由靜止轉變為移動時，設置所述靜止狀態所處位置為路徑的起點，并將其存入所述位置指紋數據庫。5.如權利要求4所述的一種WIFI位置指紋采集方法，其特征在于，所述步驟S2中，通過加速度傳感器判別運動模式，當所述加速度傳感器X軸、Y軸、Z軸三個方向讀數的標準差大于設定閾值時，判斷采樣運動模式由靜止轉變為移動。6...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙波，
申請(專利權)人：上海斐訊數據通信技術有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31