[发明专利]室内电子地图生成方法与系统及室内目标定位方法与系统

说明书

技术领域

本发明的实施方式总体上涉及对数据进行处理的方法和系统，更具体的涉及室内电子地图生成方法与系统，以及进行室内目标定位的方法与系统。

背景技术

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是，室内环境是一个复杂的环境，信号在传播过程中受室内的人员和物品墙壁的影响，衰减比较大，这样给室内环境下的人和物品的精确定位带来了困难。GPS是目前应用最为广泛的定位技术，尽管GPS技术在室外定位方面已经形成了相当成熟的产业应用，但当GPS接收机在室内工作时，来自卫星的无线信号受建筑物的影响而大大衰减，GPS接收机无法接收到足够多的卫星信号，从而无法实现室内定位。随着无线通信技术的发展，新兴的无线网络技术，例如WiFi、CDMA、ZigBee、蓝牙和超宽带等，在办公室、家庭、工厂等得到了广泛应用。

发明内容

本发明的发明人注意到，现有技术中已经披露了一些利用无线信号传输进行室内定位的技术，比如美国专利US6799047B1专利披露了一种通过环境无线信号进行室内目标定位的专利。一台移动电脑检测室内若干基站发出的无线信号，通过比较已知位置的在不同环境下的电子地图与当前移动电脑所检测到的基站发出的无线信号强度，获得信号强度最接近的已知位置作为当前移动电脑的位置。但是现有技术中未能消除多径效应对准确定位所带来的严重影响。

多径效应(multipath effect)是指电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉效应。在实际的无线电波传播信道中，由于信号发射端和信号接收端存在诸多建筑群与障碍物，而这些建筑群与障碍物会导致无线电波的散射、反射、折射等现象的发生，导致在接收端接收的无线电波是由若干路径所传输的无线电波叠加而成，由于各个路径的无线电波相位发生了变化，因此信号叠加的结果可能导致无线电波发生快速衰退，从而使叠加后的无线电波强度无法真实反映发射端与接收端的距离。多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。其表现为信号接收端如果进行微小位移，则接收端所接收到的无线电波信号强度可能发生巨大改变，从而使得无线电波信号强度无法真实反映信号接收端与信号发射端之间的距离。

现有技术中并未注意到多径效应对室内定位所产生的恶劣影响，因此采用现有技术进行室内定位其定位结果可能严重偏离实际目标所在位置(这点在下文中将会进行更加具体的分析)。

为了减小多径效应对室内定位所带来的影响，提高室内定位的准确度，本发明提出了一种为室内目标定位进行数据处理的技术，以及基于上述技术进行室内目标定位的技术。

具体而言，本发明提供了一种室内电子地图生成方法，其中所述室内可被配置为布置有无线传感器节点与至少一个移动节点，所述移动节点可以在所述室内进行移动，并且所述移动节点可以与所述无线传感器节点进行无线信号传输，所述方法包括：测量所述移动节点在室内不同位置处与所述无线传感器节点间传输的无线信号强度；对所述移动节点在至少一个位置处所测量的无线信号强度进行平滑处理；以及根据上述平滑处理后的无线信号强度生成室内电子地图。

本发明还提供了一种根据上述的方法进行室内目标定位的方法，包括：测量所述目标在待测位置处与所述无线传感器节点间传输的无线信号强度以获得目标无线信号强度组；比较所述目标无线信号强度组与所述室内电子地图；以及根据所述比较结果确定所述目标在室内的位置。

本发明还提供了一种室内电子地图生成系统，其中所述室内可被配置为布置有无线传感器节点与至少一个移动节点，所述移动节点可以在所述室内进行移动，并且所述移动节点可以与所述无线传感器节点进行无线信号传输，所述系统包括：第一测量装置，被配置为测量所述移动节点在室内不同位置处与所述无线传感器节点间传输的无线信号强度；平滑装置，被配置为对所述移动节点在至少一个位置处所测量的无线信号强度进行平滑处理；以及生成装置，被配置为根据上述平滑处理后的无线信号强度生成室内电子地图。

本发明还提供了一种根据上述的系统进行室内目标定位的系统，包括：第二测量装置，被配置为测量所述目标在待测位置处与所述无线传感器节点间传输的无线信号强度以获得目标无线信号强度组；比较装置，被配置为比较所述目标无线信号强度组与所述室内电子地图；以及定位装置，被配置为根据所述比较结果确定所述目标在室内的位置。

本发明减小了多径效应对室内定位所带来的影响，提高了室内定位的准确度。