一種用于室內定位的異構指紋數據庫設計方法
【專利摘要】一種用于室內定位的異構指紋數據庫設計方法，屬于室內定位【技術領域】。本發明是為了適合目前存在的多種體制的通信系統以及集成了多種傳感器的移動終端而提出的。本發明利用戶終端在先驗位置接收到室內WiFi節點發射的信號的強度值、NodeB發射的信號的強度值、ENodeB發射的信號的強度值、室內FemtoCell發射的信號強度值以及氣壓傳感器采集的氣壓值構建多自由度的指紋數據庫，并利用構建的指紋數據庫完成室內三維定位。異構指紋數據庫包含以下信息，分別是：位置信息LPosition、WiFi指紋信息RWiFi、NodeB指紋信息RNodeB、ENodeB指紋信息RENodeB、FemtoCell指紋信息RFemtoCell、大氣壓強指紋信息PAtmospheric。
【專利說明】一種用于室內定位的異構指紋數據庫設計方法 【技術領域】
[〇〇〇1] 本發明涉及一種異構指紋數據庫設計方法，屬于室內定位【技術領域】。 【背景技術】
[0002] 目前最成熟的室內定位技術是基于WLAN (Wireless Local Area Network,無線局 域網）的室內定位方案，此種定位方案首先在先驗位置處接收到的WiFi節點的信號強度構 成的指紋圖數據庫，然后利用用戶終端接收到的WiFi信號強度與指紋數據庫進行匹配完 成定位。但是基于WLAN的室內定位解決方案，其只使用了 WiFi信號的強度信息組建指紋 圖數據庫，數據庫的自由度低，因此這種定位方案的魯棒性差，當WiFi節點無法正常工作 或者環境出現變化導致WiFi信號強度改變時，定位性能會急劇惡化。
[0003] 但是隨著無線通信技術的發展與成熟，目前有越來越多的的通信系統并存，而這 些并存的通信系統正好能夠為室內定位提供更多維的指紋圖信息。而目前移動通信中的 3G技術標準的廣泛應用，以及LTE(Long Term Evolution，長期演進）技術標準和LTE-A 技術標準的迅猛發展，用戶終端在能接收到室內WiFi信號的同時，還會接收到NodeB(3G 移動通信系統中的基站）和ENodeB(LTE移動通信系統中的基站）發射的信號以及室內 FemtoCelKLTE以及LTE-A中布置在室內的飛蜂窩基站）發射的信號，多種不同體制的通信 系統的信號強度則能夠用來組建異構的指紋圖，這不但能提高室內定位系統的定位精度， 還能提高系統的魯棒性。此外，隨著移動終端的快速更新換代，氣壓傳感器等傳感器也逐漸 集成在了移動終端中，而這些傳感器所采集的信息也可集成在指紋圖中，進一步提供額外 維度的信息。
【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種用于室內定位的異構指紋數據庫設計方法，以適合目前 存在的多種體制的通信系統以及集成了多種傳感器的移動終端，以解決現有室內定位系統 的定位精低和系統的魯棒性差的問題。
[0005] 本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：
[0006] -種用于室內定位的異構指紋數據庫設計方法，假設室內環境同時可以接收到 NWiFi個WiFi節點發射的信號， N^JodeB 個NodeB發射的信號， ^ENodeB 個ENodeB發射的信號， NFemt()Cell個FemtoCell發射的信號，并且地表大氣壓強值為P。。同時假設構建指紋數據庫 時使用的終端同時包含WiFi射頻模塊、3G模塊（接收NodeB發射的信號）、4G模塊（接收 ENodeB和FemtoCell發射的信號）以及氣壓傳感器；
[0007] 異構指紋數據庫建立階段主要有如下幾個步驟：
[0008] 步驟1 :待定位區域參考點確定。假設在待定位區域存在N個參考點，首先要 對這些參考點的三維坐標信息進行測量，即對于第i個參考點測量得到的坐標信息為 (Xi，yi，。由于基于異構指紋圖的室內定位方案旨在提供三維室內定位，所以需要參考點 的三維坐標信息。
[0009] 步驟2 :參考點位置處的指紋數據測量。分別在參考點處測量終端接收到的WiFi 信號的強度rWiFi、NodeB的信號的強度rN°deB、ENodeB的信號的強度r EN°deB、Femt〇Cell的信號 的強度rFemt° &11和大氣壓強值P，每種指紋數據測量一定次數。從第1個參考點開始，重復 步驟2a至2e，直至第N個參考點結束。
[0010] 步驟2a :在第i個參考點處，測量NWiFi個WiFi節點發射的信號強度信息，共測量 KWiFi次，然后對每個WiFi節點的信號強度取平均值，最終得到此處的WiFi信號強度指紋信 息：
【權利要求】
1. 一種用于室內定位的異構指紋數據庫設計方法，設室內環境同時可接收到NWiFif WiFi節點發射的信號、NN()deB個NodeB發射的信號、NENmleB個ENodeB發射的信號以及N F_Cell 個FemtoCell發射的信號，并且地表大氣壓強值為匕；同時假設構建指紋數據庫時使用的 終端同時包含WiFi射頻模塊、3G模塊、4G模塊以及氣壓傳感器； 其特征在于：所述異構指紋數據庫設計方法的實現過程為： 步驟1 :待定位區域參考點的確定：假設在待定位區域存在N個參考點，首先要對這些 參考點的三維坐標信息進行測量，對于第i個參考點測量得到的坐標信息為（Xi，yi，Zi); 步驟2 :參考點位置處的指紋數據采集：分別在參考點處測量終端接收到的WiFi信號 的強度rWiFi、NodeB的信號的強度rN°deB、EN〇deB的信號的強度r EN°deB、Femt〇Cell的信號的強 度產和大氣壓強值P，每種指紋數據測量一定次數。從第1個參考點開始，重復步驟 2a至2e，直至第N個參考點結束； 步驟2a :在第i個參考點處，測量NWiFi個WiFi節點發射的信號強度信息，共測量KWiFi 次，然后對每個WiFi節點的信號強度取平均值，最終得到此處的WiFi信號強度指紋信息：

2. 根據權利要求1所述的一種用于室內定位的異構指紋數據庫設計方法，其特征在 于：所述3G模塊用于接收NodeB發射的信號。3. 根據權利要求2所述的一種用于室內定位的異構指紋數據庫設計方法，其特征在 于：所述4G模塊用于接收ENodeB和FemtoCell發射的信號。
【文檔編號】G06F17/30GK104090984SQ201410360086
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】孟維曉, 陳雷, 韓帥, 鄒德岳 申請人:哈爾濱工業大學