[发明专利]基于WiFi与声波的多点拓扑逼近室内定位方法

摘要

本发明公开了基于WiFi与声波的多点拓扑逼近室内定位方法，提出了利用基础WiFi定位和声波测距经拓扑逼近获得更精确用户坐标定位方法，实现包括有：WiFi环境下各用户通过WiFi指纹库获得定位；在地图上用各点WiFi定位坐标作顶点形成WiFi多边形G；各用户以声波获取彼此相对距离作为边长，形成声波多边形G’；声波多边形G’经过旋转与平移，拓扑逼近WiFi多边形G，得到确定位置；拓扑逼近后的声波多边形G’各个顶点在地图上的坐标为各用户最终定位结果，完成用户定位。本发明定位精确；多用户定位精度更高。主要应用于室内定位，大型建筑物内无法通过卫星定位，利用本发明能获取精确度高的位置信息，为室内的位置信息获取与导航提供新方法。

主权项

一种基于WiFi与声波的多点拓扑逼近室内定位方法，包括四个阶段：1)通过WiFi定位结果来估计初始得到的多用户WiFi定位多边形G：每个用户通过设备独立地通过传统的WiFi指纹库方法获得最初的位置信息，根据用户位置信息在地图上标记这些点，分别记作p1(x1,y1)，p2(x2,y2)，...，pn(xn,yn)，其中n为用户的个数，其中p为用户在地图上的坐标点，然后以各个点为顶点获得多用户WiFi定位多边形G；2)通过声波测距结果得到多用户声波测距多边形G’的形状：通过声波测得多用户各自设备之间的相对距离，利用各个点之间的相对距离作为多边形的边长，构成一个确定形状的多边形G’，并把多边形G’的各个顶点记为p1’，p2’，...，pn’，分别对应多用户WiFi定位多边形G中的各个顶点，其中n为用户的个数，得到多用户声波测距多边形G’的形状；3)通过旋转多用户声波测距多边形G’得到G’最佳方向，确定多用户声波测距多边形G’的方向：3.1)把已经确定形状的多用户声波测距多边形G’复制到多用户WiFi定位多边形G所在的地图上；3.2)对两个多边形G和G’进行对应边内积求和，设变量Φ，给变量Φ赋值其中是多边形G’中的边所对应的矢量值，其中i与j为多边形G’的不同顶点p’对应的下标，其中i＜j，是多边形G中的边所对应的矢量值,其中e表示对应的各边，其中1≤e≤n，其中i与j为多边形G的不同顶点p对应的下标，其中i＜j；3.3)通过改变多边形G’的旋转角度，使变量Φ取得最大值3.4)在变量Φ取得最大值时，多用户声波测距多边形G’的方向作为最终方向；4)确定多用户声波测距多边形G’的位置：通过平移多用户声波测距多边形G’，使多边形G’的重心在地图上与多边形G重合，确定最终的多边形G’的位置，这时多边形G’各个顶点在地图中所对应的位置就是对应的各用户的定位位置。