[发明专利]室内环境下WLAN区域内两阶段匹配定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内环境下WLAN区域定位的两阶段选举匹配方法，具体涉及一种用于室内环境基于WLAN进行区域定位时RSSI值搜集不稳定的区域匹配算法，可作为任意定位平滑稳定机制的基础。

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。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度也很低，要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的。

使用WLAN进行室内定位是一个性价比很高的选择，无需特别添加基础设施。无线局域网络（WLAN）包括若干个已知自身物理位置信息的无线接入点(Access Point，AP)和若干个移动节点，所述移动节点周期性地发送信号探测包，所述无线接入点根据接收到的信号探测包计算RSSI信息或跳数信息，并将RSSI信息发送给定位服务器，所述定位服务器根据各无线接入点提供的信息，获得移动节点的定位位置。进行室内定位时，移动节点可以为待定位人员或物体携带的一个具有WiFi通信功能的定位标签，为降低系统成本，该标签可只具有上行信道，周期性发送信标探测帧。由于无线信号的不稳定，且WLAN中难以准确测量时间与距离，因此无法使用传统的卫星定位系统中的基于测距的集合方法来定位。学术界和工业界大多倾向于使用基于信号特征比对的方法。

文献[Honkavirta V，Perala T，Ali-Loytty S，et al.A comparative survey of WLAN location fingerprinting methods.Proc Workshop Positioning，Navig.Commun.，WPNC，Hannover，Germany，2009:243-251]总结了近年来这一类方法的进展。这类方法一般分为离线和在线两个阶段。离线阶段，将定位标签放置在采样点上，采集一段时间的信号，获得各采样点的信号特征（如信号接收强度指示RSSI的平均值等）。在线阶段，通过比较实时获取的信号与各采样点的信号特征，得出移动节点位于某个采样点附近的定位结果。其中，比对方法分为两大类，第一类方法获得移动节点位于某个采样点的确定结果，第二类方法获得移动节点位于各个采样点的概率。

在实际应用中，由于干扰和环境遮挡等原因，很难获得稳定、同步、完整的RSSI值集合，因此往往需要对几个定位周期的比对结果进行综合分析后得出一个平滑稳定的定位结果。传统的区域匹配算法在每个周期收到不同个数的RSSI值时，总是用相同的机制产生匹配区域，而没有考虑到RSSI值越少，对区域的区分度越小的事实。

发明内容

本发明目的在于提供一种室内环境下WLAN区域内的两阶段选举匹配定位方法，它能有效的结合定位平滑稳定机制，利用实际的RSSI测值与区域间的连通关系，得到更合理的匹配结果；使用较小的平滑稳定窗口得到稳定度较高的定位结果，从而提高定位灵敏度。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案如下：

一种室内环境下WLAN区域内两阶段匹配定位方法，采用的无线局域网络（WLAN）包括若干个无线接入点(Access Point，AP)和若干个移动节点，所述移动节点周期性地发送信号探测包，所述无线接入点根据接收到的信号探测包获取移动节点的RSSI信息，并将RSSI信息发送给定位服务器，所述定位服务器根据各无线接入点提供的信息，获得移动节点的定位位置，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）在实际定位环境下，将定位环境划分为若干个区域，根据区域之间的连通关系建立一个区域连通图；区域作为图结构中的顶点，若两个区域在实际定位环境中是相邻且连通的，则区域连通图中它们之间有边相连；

（2）在各区域中心放置移动节点，保持其位置不变，各无线接入点采集一段时间的RSSI测量值，统计得到各区域的RSSI特征，如各无线接入点测得移动节点在该区域内RSSI测值的变化范围；

（3）在每个定位周期中，搜集各无线接入点对移动节点的RSSI测量值；若某AP的RSSI测值在某区域的关于该无线接入点的RSSI变化范围内，则为此区域投一票；在该周期内搜集的RSSI值都投过票后，统计得票最多的区域，形成待选区域集合；