[发明专利]一种基于多源信号融合的室内定位方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于多源信号融合的室内定位方法及系统，其方法包括：构建多种信号源在无噪声环境下的多张位置指纹地图，并根据其构建多源信号归一化后的梯度分布图；根据梯度分布图和多张位置指纹地图，确定用于目标室内定位的一种或多种第一信号源,以及用于辅助定位的多个第二信号源；接收一个或多个第一信号源的信号，将其信号强度与对应位置指纹地图进行特征匹配，得到目标在当前位置的一个或多个估计值；利用行人轨迹推算方法和滤波算法对所述一个或多个估计值进行校正，得到最终的目标位置。本发明通过多张指纹地图确定最佳信号源，并通过相关条件和校正方法确定兼顾了成本、时延、精度的室内定位方法。

技术领域

本发明属于室内定位技术领域，具体涉及一种基于多源信号融合的室内定位方法及系统。

背景技术

随着通信技术和无线传感技术的快速发展，以及各种智能终端的日益普及和应用，人们对获取室内外无缝位置的需求日渐增大，而复杂的室内电磁环境对传统利用信号测量的室内定位技术提出挑战。另一方面，基于位置的服务（LocationBasedService，LBS）正逐渐改变人们的生活方式和工作形式，例如定位与导航、社交网络、精准广告投放、公共安全与突发事件处置等。其中，大众用户所需的位置服务有70%~90%是在室内，同时室外环境中全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS）已经基本满足用户需求，因此可靠的室内定位技术成为目前满足大众无缝位置服务需求的主要瓶颈。

由于基于感知方法的室内定位方法准确度不高、基于几何测量方法需增加额外硬件并且在室内环境下测量受阻，而基于指纹识别的场景分析方法无需额外硬件、定位算法灵活、准确度高，因此越来越受到青睐，其中基于概率性方法能充分利用RSS（ReceivedSignal Strength，接收信号强度）信号的信息，比确定性方法具有更好的定位效果。在一些大型医院的室内场景中，例如候诊大厅或住院部，同时存在大量移动的行人和运行中的医疗仪器设备，多种电磁信号相干和相扰形成复杂的多径信号，导致基于RSS的定位技术容易发生较大偏差，延误病人救治。可见，现有技术无法同时满足低成本、低延时和高精确度的室内定位方法。

发明内容

为解决现有技术无法同时满足室内定位的低成本、低延时和高精确度的问题，在本发明的第一方面提供了一种基于多源信号融合的室内定位方法，包括：构建多种信号源在无噪声环境下的多张位置指纹地图，并根据其构建多源信号归一化后的梯度分布图，所述多种信号源至少包括磁场和毫米波；根据梯度分布图和多张位置指纹地图，确定用于目标室内定位的一种或多种第一信号源,以及用于辅助定位的多个第二信号源；接收一个或多个第一信号源的信号，将其信号强度与对应位置指纹地图进行特征匹配，得到目标在当前位置的一个或多个估计值；利用行人轨迹推算方法和滤波算法对所述一个或多个估计值进行校正，得到最终的目标位置。

本发明的第二方面，提供了一种基于多源信号融合的室内定位系统，包括：构建模块，用于构建多种信号源在无噪声环境下的多张位置指纹地图，并根据其构建多源信号归一化后的梯度分布图，所述多种信号源至少包括磁场和毫米波；确定模块，用于根据梯度分布图和多张位置指纹地图，确定用于目标室内定位的一种或多种第一信号源,以及用于辅助定位的多个第二信号源；匹配模块，用于接收一个或多个第一信号源的信号，将其信号强度与对应位置指纹地图进行特征匹配，得到目标在当前位置的一个或多个估计值；校正模块，用于利用行人轨迹推算方法和滤波算法对所述一个或多个估计值进行校正，得到最终的目标位置。

本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明在第一方面提供的基于多源信号融合的室内定位方法。

本发明的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明在第一方面提供的基于多源信号融合的室内定位方法。

本发明的有益效果是：