一種基于多傳感器信息的WiFi熱點(diǎn)位置測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多傳感器信息的WiFi熱點(diǎn)位置測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于WiFi的定位系統(tǒng)是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛室內(nèi)導(dǎo)航定位途徑之一。通過(guò)在定位 點(diǎn)接收到的各WiFi熱點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，就可以計(jì)算得到定位點(diǎn)到各熱點(diǎn)的距離；再結(jié)合各 WiFi熱點(diǎn)的位置（如經(jīng)、煒度坐標(biāo)信息），就可以通過(guò)空間后方交會(huì)的方法求得定位點(diǎn)的位 置。因此，精確測(cè)量WiFi熱點(diǎn)位置是提高室內(nèi)WiFi定位精度的關(guān)鍵。公共場(chǎng)合的WiFi熱 點(diǎn)多安放在人力難以觸及處，且在安放時(shí)較少記錄其具體位置，也增加了精確獲得WiFi熱 點(diǎn)位置的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種基于多傳感器信息的WiFi熱點(diǎn)位置測(cè)量方 法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于多傳感器信息的WiFi熱點(diǎn)位置測(cè)量方法， 所述方法包括以下步驟：
[0005] 規(guī)劃測(cè)量軌跡；攜帶多傳感器裝置沿所述測(cè)量軌跡運(yùn)動(dòng)，同步采集多傳感器信息 和WiFi信號(hào)；以多傳感器信息為輸入?yún)?shù)，根據(jù)導(dǎo)航卡爾曼濾波算法計(jì)算多傳感器裝置在 所述測(cè)量軌跡上的位置；根據(jù)所述位置與采集的WiFi信號(hào)，計(jì)算各WiFi熱點(diǎn)的位置。
[0006] 優(yōu)選的，在攜帶多傳感器裝置沿所述測(cè)量軌跡運(yùn)動(dòng)之前，還包括：
[0007] 實(shí)施多傳感器裝置對(duì)各傳感器誤差進(jìn)行初步標(biāo)定，并計(jì)算設(shè)備初始姿態(tài)。
[0008] 優(yōu)選的，所述對(duì)各傳感器誤差進(jìn)行初步標(biāo)定，具體包括：
[0009] 將設(shè)備水平放置靜止預(yù)定時(shí)間，通過(guò)對(duì)整個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)下陀螺儀的輸出求平均值， 計(jì)算出陀螺零偏；對(duì)加速度計(jì)的輸出求平均，減去重力向量計(jì)算加速度計(jì)零偏；分別通過(guò) 陀螺角度隨機(jī)游走和加速度計(jì)速度隨機(jī)游走系數(shù)，以及靜止時(shí)間計(jì)算得到陀螺儀和加速度 計(jì)的零偏計(jì)算精度。
[0010] 優(yōu)選的，所述計(jì)算設(shè)備初始姿態(tài)，具體通過(guò)初始姿態(tài)矩陣?；：計(jì)算得到，所述初始 姿態(tài)矩陣具體為：
[0011]
[0012] 其中flP 別為導(dǎo)航坐標(biāo)系（北-東-地向坐標(biāo)系中）中比力和磁場(chǎng)的參考 向量，
'分別為加速度計(jì)和磁強(qiáng)計(jì)輸出，
>
[0013] 優(yōu)選的，所述根據(jù)導(dǎo)航卡爾曼濾波算法計(jì)算多傳感器裝置在所述測(cè)量軌跡上的位 置，具體包括：
[0014] 周期性的根據(jù)各傳感器輸出推算裝置的導(dǎo)航信息；并使用各傳感器信息對(duì)導(dǎo)航信 息進(jìn)行修正，直至數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集結(jié)束。
[0015] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述位置與采集的WiFi信號(hào)，計(jì)算各WiFi熱點(diǎn)的位置，具體包 括：
[0016] 分別根據(jù)各測(cè)量點(diǎn)上接收到的WiFi信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算該測(cè)量點(diǎn)到各WiFi熱點(diǎn)的距 離；結(jié)合所述各測(cè)量點(diǎn)位置和所述計(jì)算得到的距離，計(jì)算各WiFi熱點(diǎn)位置。
[0017] 優(yōu)選的，還包括wifi預(yù)處理，具體的：
[0018] 刪除弱信號(hào)和重復(fù)信號(hào)，其中低于信號(hào)閾值的WiFi信號(hào)被作為弱信號(hào)刪除；若有 連續(xù)時(shí)刻收到相同的WiFi信號(hào)，則僅保留其中最早時(shí)刻的WiFi信號(hào)。
[0019] 優(yōu)選的，所述計(jì)算各WiFi熱點(diǎn)位置，具體為：
[0020] 采用最小二乘法估計(jì)WiFi熱點(diǎn)位置。
[0021] 優(yōu)選的，在所述多傳感器裝置具體為手持模式時(shí)，所述導(dǎo)航卡爾曼濾波算法具體 為行人導(dǎo)航卡爾曼濾波算法，系統(tǒng)方程為：
[0022]
[0023] 其中下標(biāo)k和k+Ι代表所走步數(shù)，？>、λ、！Ks及b分別為煒度、經(jīng)度、航向角、步 長(zhǎng)和垂向陀螺零偏；R"、ItSh分別為地球子午圈曲率半徑、卯酉圈曲率半徑和用戶所在點(diǎn) 高程；步長(zhǎng)值計(jì)算公式為s k= Af k+B+ws，其中fk= I/ (t k-tk D為走路步頻，A和B為系數(shù)， 可實(shí)現(xiàn)采集一些導(dǎo)航數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到。
[0024] 優(yōu)選的，所述同步采集多傳感器信息和WiFi信號(hào)，還包括：
[0025] 傳感器信息采樣率設(shè)定為20-lOOHz，WiFi信號(hào)采樣率設(shè)定為1Hz。
[0026] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于多傳感器信息的WiFi熱點(diǎn)位置測(cè)量方法的有益效 果包括：本發(fā)明利用包含多種傳感器（陀螺、加速度計(jì)、磁強(qiáng)計(jì)、GPS等）的測(cè)量裝置，沿著 預(yù)先設(shè)計(jì)好的軌跡運(yùn)動(dòng)并連續(xù)采集傳感器輸出和WiFi信號(hào)值，從而利用多傳感器導(dǎo)航信 息來(lái)計(jì)算WiFi熱點(diǎn)的位置。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述 中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附 圖獲得其他的附圖。
[0028] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于多傳感器信息的WiFi熱點(diǎn)位置測(cè)量方法的 流程圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于多傳感器信息的WiFi熱點(diǎn)位置測(cè)量方法的 流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 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(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0031] 為了說(shuō)明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0032] 實(shí)施例一
[0033] 本實(shí)施例提供了一種基于多傳感器信息的WiFi熱點(diǎn)位置測(cè)量方法，如圖1所示， 所述方法包括以下步驟：
[0034] 在步驟201中，規(guī)劃測(cè)量軌跡。
[0035] 在具體實(shí)現(xiàn)中，因?yàn)闇y(cè)量WiFi熱點(diǎn)位置的目的主要是用于之后的WiFi定位，所以 測(cè)量軌跡需盡可能覆蓋行人在目標(biāo)建筑物或區(qū)域內(nèi)可能的行動(dòng)范圍，以保證WiFi位置求 解精度。同時(shí)，軌跡設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免重復(fù)，以縮小測(cè)量工作量。
[0036] 在步驟202中，攜帶多傳感器裝置沿所述測(cè)量軌跡運(yùn)動(dòng)，同步采集多傳感器信息 和WiFi信號(hào)。
[0037] 在具體實(shí)現(xiàn)中，可將所示多傳感器裝置拿在手中或是放在口袋、背包等其他部位 隨人體運(yùn)動(dòng)，也可將裝置置于其他載體（如車輛、機(jī)器人等）上隨設(shè)備一起運(yùn)動(dòng)。所述多傳 感器設(shè)備既可使用專業(yè)的多傳感器測(cè)量設(shè)備完成，也可直接使用包含上述傳感器的移動(dòng)終 端（如智能手機(jī)、手表、眼鏡等）來(lái)完成。
[0038] 在步驟203中，以多傳感器信息為輸入?yún)?shù)，根據(jù)導(dǎo)航卡爾曼濾波算法計(jì)算多傳 感器裝置在所述測(cè)量軌跡上的位置。
[0039] 可以根據(jù)攜帶裝置的方式的不同而選用不同的多傳感器組合導(dǎo)航算法：例如，若 裝置由人體攜帶，則可使用行人導(dǎo)航算法；若裝置被置于車輛，則可相應(yīng)地選用車載導(dǎo)航算 法。
[0040] 在步驟204中，根據(jù)所述位置與采集的WiFi信號(hào)，計(jì)算各WiFi熱點(diǎn)的位置。
[0041] 本發(fā)明利用包含多種傳感器（陀螺、加速度計(jì)、磁強(qiáng)計(jì)、GPS等）的測(cè)量裝置，沿著 預(yù)先設(shè)計(jì)好的軌跡運(yùn)動(dòng)并連續(xù)采集傳感器輸出和WiFi信號(hào)值，從而利用多傳感器導(dǎo)航信 息來(lái)計(jì)算WiFi熱點(diǎn)的位置。本發(fā)明可以為WiFi熱點(diǎn)探測(cè)和定位提供一種基于多傳感器信 息的WiFi熱點(diǎn)位置測(cè)量方法高效的方案。
[0042] 結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，存在一種優(yōu)選的方案，在攜帶多傳感器裝置沿所述測(cè)量軌跡 運(yùn)動(dòng)之前，還包括：
[0043] 實(shí)施多傳感器裝置對(duì)各傳感器誤差進(jìn)行初步標(biāo)定，并計(jì)算設(shè)備初始姿態(tài)。
[0044] 結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，存在一種優(yōu)選的方案，所述對(duì)各傳感器誤差進(jìn)行初步標(biāo)定，具 體包括：
[0045] 將設(shè)備水平放置靜止預(yù)定時(shí)間，通過(guò)對(duì)整個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)下陀螺儀的輸出求平均值， 計(jì)算出陀螺零偏；對(duì)加速度計(jì)的輸出求平均，減去重力向量計(jì)算加速度計(jì)零偏；分別通過(guò) 陀螺角度隨機(jī)游走和加速度計(jì)速度隨機(jī)游走系數(shù)，以及靜止時(shí)間計(jì)算得到陀螺儀和加速度 計(jì)的零偏計(jì)算精度。
[0046] 結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，存在一種優(yōu)選的方案，所述計(jì)算設(shè)備初始姿態(tài)，具體通過(guò)初始 姿態(tài)矩陣計(jì)算得到，所述初始姿態(tài)矩陣具體為： CN 105157706 A ~P 4/6 頁(yè)
[0047]
[0048] 其中flP 別為導(dǎo)航坐標(biāo)系（北-東-地向坐標(biāo)系中）中比力和磁場(chǎng)的參考 向量，
分別為加速度計(jì)和磁強(qiáng)計(jì)輸出
[0049] 結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，存在一種優(yōu)選的方案，所述根據(jù)導(dǎo)航卡爾曼濾波算法計(jì)算多 傳感器裝置在所述測(cè)量軌跡上的位置，具體包括：
[0050] 周期性的根據(jù)各傳感器輸出推算裝置的導(dǎo)航信息；并使用各傳感器信息對(duì)導(dǎo)航信 息進(jìn)行修正，直至數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集結(jié)束。
[0051] 結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，存在一種優(yōu)選的方案，所述根據(jù)所述位置與采集的WiFi信 號(hào)，計(jì)算各WiFi熱點(diǎn)的位置，具體包括：
[0052] 分別根據(jù)各測(cè)量點(diǎn)上接收到的WiFi信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算該測(cè)量點(diǎn)到各WiFi熱點(diǎn)的距 離；結(jié)合所述各測(cè)量點(diǎn)位置和所述計(jì)算得到的距離，計(jì)算各WiFi熱點(diǎn)位置。
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