[发明专利]基于WIFI、磁场两级搜索室内行人定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及模式识别领域的室内定位方法，尤其涉及基于WIFI、磁场两级搜索室内行人定位系统及方法。

背景技术

随着基于位置服务(LBS)需求的不断增加，室内定位近些年受到越来越多的关注。基于WIFI框架室内定位系统由于不需要增加额外的硬件、具有低成本、广泛部署等优点近些年被广泛得到研究。然而，由于无线电信号很容易受到环境干扰，给WIFI定位框架定位带来了极大的挑战，其定位精度得到了很大的限制，通常情况下WIFI定位精度只能能满足3～5米的范围内。随着智能手机内置传感器的普及，磁场传感器被嵌入到智能手机中以探测地球磁场信息；在室内环境中，地球磁场信息容易受到建筑物室内环境扭曲而产生异常，例如钢筋混泥土、柱子、常用电器等，这些装置或设备会干扰磁场，使得室内地磁场在不同区域拥有不同分布，而且磁场信息非常稳定。然后实验表明，在不同区域拥有相同的磁场信息，这给单一利用磁场定位带来了一定的问题。单一的利用WIFI或者磁场定位通常得不到满意的结果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供基于WIFI、磁场两级搜索室内行人定位系统及方法，充分利用WIFI和磁场各自的特点，发挥其各自的定位过程中的优势，采用两级搜索策略，以得到更加准确的定位结果，具体技术方案如下。

基于WIFI、磁场两级搜索室内行人定位系统，包括一个由移动终端、定位服务器、数据库服务器以及用于维护的web服务器。移动终端主要由定位使用者进行携带，移动终端内置WIFI采集及磁场传感器模块。可以实时获取当前位置的能接收到的WIFI信息以及当前位置的磁场信息，移动终端与定位服务器通信采取将数据打包并以TCP或UDP协议发送到固定IP的定位服务器中；数据库服务器主要用于保存位置指纹数据以及定位区域地图信息；web服务器主要用于定位系统维护、监控、定位指纹更新以及地图上传等。

进一步的，移动终端能够对用户位置以及用户轨迹进行实时显示，点击用户位置时能够显示所在地名称。

进一步的，定位服务器以及web服务器部署在云端，定位服务器执行定位算法，web服务器还具有数据管理、用户终端管理功能以及用户反馈管理。

基于WIFI、磁场两级搜索室内行人定位方法，包括以下步骤：

步骤一：进行楼层数据采集时，在待定位楼层区域按照设定间隔设置WIFI采样点，在每个WIFI采样点采集L个数据，构建WIFI定位指纹数据库；同时按照1米的间隔设置磁场采样点，在每个磁场采样点也采集L个数据并求出平均值，采集WIFI及磁场数据时记录每个采样点的地理位置坐标，构建WIFI、磁场定位指纹数据库，同时记录楼层入口处WIFI的MAC地址，将入口WIFI接入点MAC地址、WIFI、磁场指纹数据库以及楼层地图一起绑定打包上传到定位服务器；其中，L根据WIFI信号稳定情况取300～500；

步骤二：进入室内环境时，首先在入口处根据入口处能接收到的WIFI数据的MAC地址向web服务器获取定位数据包，将查询到的地图数据包下载到移动终端本地并进行解析适应移动终端屏幕；

步骤三：实时定位时，采集当前位置的WIFI数据和磁场数据，首先将实时采集的WIFI数据利用KNN算法进行粗定位计算得到粗定位坐标(x_w，y_w)；