本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及通過電磁波與步行者航位測算(PDR)信息進(jìn)行室內(nèi)定位，具體是一種基于WiFi與PDR的多點拓?fù)浔平覂?nèi)定位方法，用于室內(nèi)WiFi環(huán)境下的用戶定位。

背景技術(shù)：

由于衛(wèi)星信號無法穿透墻壁,因此在室內(nèi)環(huán)境中無法利用衛(wèi)星定位獲取用戶的位置信息。室內(nèi)定位技術(shù)可以用在室內(nèi)導(dǎo)航導(dǎo)航、大型場所人員管理，如超市、幼兒園、景點、養(yǎng)老院、醫(yī)院、反恐安全、基于物聯(lián)網(wǎng)的物品管理等場合。

目前尚無統(tǒng)一方案準(zhǔn)確實現(xiàn)室內(nèi)定位，主要存在有基于WIFI、步行者航位測算(PDR)、藍(lán)牙、RFID等的幾種室內(nèi)定位方法，每個方法都有各自的優(yōu)缺點：單獨使用基于WIFI或PDR的定位方法都不需要為實現(xiàn)室內(nèi)定位而增加額外的設(shè)備，但缺點是定位精度相對較低，誤差都在2米左右,不能達(dá)到亞米級；基于藍(lán)牙和基于RFID的定位方法定位精度雖高，但是需要額外布設(shè)藍(lán)牙或者RFID設(shè)備,硬件成本較高。

基于WiFi的室內(nèi)定位因為不需要增加額外的設(shè)備，WiFi信號在大型建筑物有很高的覆蓋率，可實現(xiàn)性強。但是利用WiFi信號進(jìn)行室內(nèi)定位也有天然的劣勢，就是WiFi信號進(jìn)行室內(nèi)定位存在信號不穩(wěn)定，定位平均誤差約為一點七米，還有很高的提升空間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于針對上述WiFi定位技術(shù)存在定位精度不高的問題，提出一種基于WiFi與PDR的多點拓?fù)浔平覂?nèi)定位方法，方法實現(xiàn)過程涉及手持設(shè)備、服務(wù)器與已布設(shè)WiFi的有限室內(nèi)區(qū)域，其特征在于，包括有四個階段：

階段一：通過WiFi定位獲得需定位各點的基礎(chǔ)定位結(jié)果，確定WiFi定位多邊形G：

在已布設(shè)WiFi的室內(nèi)有限區(qū)域內(nèi)，人員攜帶手持設(shè)備做步行運動，經(jīng)過需定位各點時在手持設(shè)備上進(jìn)行標(biāo)記，分別記作p1(x1,y1),p2(x2,y2),...,pn(xn,yn)，其中n為需定位點數(shù)，p為各點在地圖上的坐標(biāo)點，所有標(biāo)記點為頂點獲得WiFi定位多邊形G；

階段二：通過PDR測距結(jié)果構(gòu)造PDR測距多邊形G’的形狀：

通過PDR測距測得需定位各點中兩兩之間的相對距離，利用各個點之間的相對距離確定相對位置，得到一個確定形狀的多邊形，并把多邊形G’的各個頂點記為p1’，p2’，...，pn’，分別對應(yīng)WiFi定位多邊形G’中的各個頂點，其中n為需定位點數(shù)，得到PDR測距多邊形G’的形狀；

階段三：通過旋轉(zhuǎn)PDR測距多邊形G’得到G’的最佳方向，確定PDR測距多邊形G’的方向：

把已經(jīng)確定形狀的PDR測距多邊形G’復(fù)制到WiFi定位多邊形G所在的地圖上,對兩個多邊形G和G’進(jìn)行對應(yīng)邊內(nèi)積求和,設(shè)求和值為變量Φ,通過改變多邊形G’的旋轉(zhuǎn)角度，使變量Φ取得最大值,此時PDR測距多邊形G’的方向作為最佳方向；

階段四：確定PDR測距多邊形G’的位置，獲得定位結(jié)果：

通過平移PDR測距多邊形G’，使多邊形G’的重心在地圖上與WiFi定位多邊形G的重心重合，作為最終的多邊形G’的位置，這時多邊形G’各個頂點在地圖中所對應(yīng)的位置就是需定位各點的定位位置。

與單獨利用WiFi進(jìn)行室內(nèi)定位相比,本發(fā)明在不額外增加硬件設(shè)備的前提下,大幅提高室內(nèi)定位精度，將定位誤差從2米縮減至1米以內(nèi),使定位精度提升至亞米級。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

第一，本發(fā)明由于利用PDR測距獲取了需定位各點之間的相對距離，結(jié)合WiFi基礎(chǔ)定位結(jié)果，把用于定位的可用信息從一種變成兩種，與單獨利用WiFi定位相比，精度有本質(zhì)上的提升,將精確度從2米提高至亞米級。且不需要額外增加硬件設(shè)備，成本低，易于實現(xiàn)。可用在超市、幼兒園、景點、醫(yī)院、反恐安全及基于物聯(lián)網(wǎng)的物品管理等場合。

第二，本發(fā)明通過WiFi得到的基礎(chǔ)定位結(jié)果形成的圖形，以及通過PDR測距獲得的多點之間距離而得到的圖形進(jìn)行拓?fù)浔平\算，其中把通過PDR測距得到的圖形經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和平移，逼近通過WiFi信息得到的基礎(chǔ)定位結(jié)果形成的圖形，最終得到更精確的定位結(jié)果，而且相關(guān)拓?fù)浔平\算大多都在服務(wù)器端，用戶設(shè)備運算較少，使得定位速度不會變慢。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖；

圖2是實施例4中的定位方案參考示意圖。

圖3是實施例6中的定位方案參考示意圖。

圖4是本發(fā)明與單純WiFi室內(nèi)定位方法在相同同測試點數(shù)下的定位誤差對比圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實例和效果進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實施例1

基于WiFi的室內(nèi)定位不需要增加額外的設(shè)備，可實現(xiàn)性強。然而利用WiFi信號進(jìn)行室內(nèi)定位平均誤差較大，約為兩米左右，難以滿足精確定位要求。因此本發(fā)明在這種定位方法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究，得到一種基于WiFi與PDR的多點拓?fù)浔平覂?nèi)定位方法。

方法實現(xiàn)過程涉及三項硬件配置，包含手持設(shè)備、服務(wù)器與已布設(shè)WiFi的有限室內(nèi)區(qū)域，參見圖1，包括有四個階段：

階段一：通過WiFi定位獲得需定位各點的基礎(chǔ)定位結(jié)果，確定WiFi定位多邊形G：

在已布設(shè)WiFi的室內(nèi)有限區(qū)域內(nèi)，本例中有WiFi的室內(nèi)有限區(qū)域為一個大商場，需要精確定位的三個具體位置為店鋪a，收銀臺和商場出口。工作人員攜帶手持設(shè)備做步行運動，手持設(shè)備為一部智能手機(jī)，手機(jī)上事先裝載有本商場室內(nèi)地圖的定位軟件。經(jīng)過需定位各點時在手持設(shè)備上進(jìn)行標(biāo)記，通過傳統(tǒng)的WiFi指紋庫方法獲得所有標(biāo)記點的位置信息，分別記作p1(x1,y1)，p2(x2,y2)，...，pn(xn,yn)，其中n為需定位點數(shù)，本例中n＝3，p為各點在地圖上的坐標(biāo)點，所有標(biāo)記點為頂點構(gòu)造WiFi定位多邊形G，本例中形狀為三角形。

階段二：通過PDR測距結(jié)果構(gòu)造PDR測距多邊形G’的形狀：

在工作人員步行過程中，手持設(shè)備仍是上述智能手機(jī)，在進(jìn)行階段一中所述WiFi定位的同時，利用步行者航位測算(PDR)技術(shù)，測得階段一中的店鋪a，收銀臺和商場出口三個點的相對距離，利用各個點之間的相對距離確定相對位置，得到一個確定形狀的多邊形G’，并把多邊形G’的各個頂點記為p1’，p2’，...，pn’，分別對應(yīng)WiFi定位多邊形G中的各個頂點，同樣本例中n＝3，得到PDR測距多邊形G’的形狀仍為三角形。WiFi定位三角形G與PDR測距三角形G’為通過不同測量方法獲得的同一個三角形。

階段三：通過旋轉(zhuǎn)PDR測距多邊形G’得到G’的最佳方向，確定PDR測距多邊形G’的方向：

手持設(shè)備自動把已經(jīng)確定形狀為三角形的PDR測距多邊形G’復(fù)制到WiFi定位多邊形G所在的地圖上,對兩個多邊形G和G’進(jìn)行對應(yīng)邊內(nèi)積求和,設(shè)求和值為變量Φ,通過改變多邊形G’的旋轉(zhuǎn)角度，使變量Φ取得最大值,此時PDR測距多邊形G’的方向作為最佳方向。本例中的兩個多邊形均為三角形。

階段四：確定PDR測距多邊形G’的位置，獲得定位結(jié)果：

通過平移PDR測距多邊形G’，使多邊形G’的重心在地圖上與WiFi定位多邊形G的重心重合，作為最終的多邊形G’的位置，這時多邊形G’各個頂點在地圖中所對應(yīng)的位置就是需定位各點的定位位置，在本例中為店鋪a，收銀臺和商場出口三個點的具體位置。

本發(fā)明思路是：利用WiFi獲取初始測試點位定位結(jié)果，再利用PDR測出各點位之間的相對距離，構(gòu)造出多點之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。利用旋轉(zhuǎn)、平移，使利用PDR構(gòu)造出的拓?fù)湫螤钆c利用WiFi定位得到的拓?fù)湫螤畹闹匦闹睾希覂蓚€形狀對應(yīng)的邊的內(nèi)積之和最大。此時得到的各點坐標(biāo)為較精確的坐標(biāo)，作為最終定位結(jié)果。本方法把用于定位的信息從一種擴(kuò)充為兩種，再通過構(gòu)造簡單坐標(biāo)和拓?fù)浔平嬎悖纯傻玫捷^精確的定位結(jié)果。是一種成本低，實現(xiàn)方法簡單且精確度高的室內(nèi)定位方法。

實施例2

基于WiFi與步行者航位測算的多點拓?fù)浔平ㄎ环椒ㄍ瑢嵤├?，其中階段二中通過PDR測得需定位各點之間的相對距離，得到PDR測距多邊形G’的形狀，具體到本例中是通過PDR測得店鋪a，收銀臺和商場出口三個點的相對距離，得到PDR測距多邊形G’的形狀，具體包括以下兩個步驟：

步驟2.1)確定WiFi定位多邊形G后,再利用PDR測距測得與Wifi定位標(biāo)記點對應(yīng)的各點之間的距離信息，服務(wù)器首先確定多邊形G’第一條邊的位置，作為坐標(biāo)軸x軸,建立虛擬坐標(biāo)系，把與WiFi定位多邊形G中的頂點p1對應(yīng)的多邊形G’中的點p1’定為坐標(biāo)系原點，然后把與多邊形G中頂點p2對應(yīng)的多邊形G’中的點p2’所在的位置設(shè)定在x軸上，點p2’的x坐標(biāo)值為p1’與p2’之間的距離數(shù)值，確定第一條邊的位置，完成虛擬坐標(biāo)系的建立。在本例中，參見圖2，p1’表示店鋪a，p2’表示收銀臺，得到p1’與p2’的位置，且x軸在p1’與p2’的連線上。

步驟2.2)確定PDR測距多邊形G’其他邊的位置，確定了第一條邊之后，在服務(wù)器端所建立的虛擬坐標(biāo)系中運算,結(jié)合WiFi定位標(biāo)記點對應(yīng)的各點之間的距離信息,依次得到其他頂點的坐標(biāo)，最終得到多邊形G’的形狀。在本例中，參見圖2，p3’表示商場門口，在確定店鋪a和收銀臺的位置后，再通過計算三條邊的矢量叉積判斷p1’、p2’與p3’三個頂點依次是逆時針還是順時針排列，最終確定商場出口的位置，得到由三點構(gòu)成的完整三角形狀態(tài)。

實施例3

基于WiFi與步行者航位測算的多點拓?fù)浔平ㄎ环椒ㄍ瑢嵤├?-2，其中步驟2.2)中所述確定PDR測距多邊形G’中除第一條邊之外其他邊的位置，具體包括：

2.2.1)服務(wù)器端在第一條邊已經(jīng)確定在虛擬坐標(biāo)軸中的x軸上的情況下，讓其他的邊一條接一條的連接起來，本例中第三個點p3’與p1’和p2’共同確定一個三角形，∠p3’p1’p2’的大小通過余弦定理來得到。

2.2.2)點p3’有兩種可能性，即點p3’有可能在x軸上方或者x軸下方，這兩種情況組成不同形狀的三角形，利用矢量叉積判斷p1’、p2’與p3’三個頂點依次是逆時針還是順時針排列，設(shè)變量S＝(x1-x3)(y2-y3)-(y1-y3)(x2-x3)，若變量S值大于零，則頂點p3’相對于頂點p1’，p2’逆時針排列，頂點p3’在x軸上方。

2.2.3)反之，若變量S值小于零點，頂點p3’相對于頂點p1’，p2’順時針排列，頂點p3’在x軸下方；

在服務(wù)器端所建立的虛擬坐標(biāo)系中得到多邊形G’的確定形狀，在本例中,參見圖2，計算得出頂點p3’與頂點p1’，p2’三點呈逆時針排列,得到形狀確定的由三個頂點構(gòu)成的三角形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

實施例4

基于WiFi與步行者航位測算的多點拓?fù)浔平ㄎ环椒ㄍ瑢嵤├?-3，其中階段3中所述對兩個多邊形G和G’進(jìn)行對應(yīng)邊內(nèi)積求和，使求和值變量Φ取得最大值,得到PDR測距多邊形G’的最佳方向，具體包括以下四個步驟：

3.1)把已經(jīng)確定形狀的PDR測距多邊形G’復(fù)制到WiFi定位多邊形G所在的地圖上；在本例中，即手持設(shè)備把三角形G’復(fù)制到三角形G所在的本商場地圖上。

3.2)對兩個多邊形G和G’進(jìn)行對應(yīng)邊內(nèi)積求和，設(shè)變量Φ，給變量Φ賦值其中是多邊形G’中的邊所對應(yīng)的矢量值，其中i與j為多邊形G’的不同頂點p’對應(yīng)的下標(biāo)，其中i＜j，是多邊形G中的邊所對應(yīng)的矢量值,其中e表示對應(yīng)的各邊，其中1≤e≤n，i與j為多邊形G的不同頂點p對應(yīng)的下標(biāo)，其中i＜j；在本例中，n＝3。

3.3)通過改變多邊形G’的旋轉(zhuǎn)角度，使變量Φ取得最大值在本例中即旋轉(zhuǎn)三角形G’，使變量Φ取得最大值。

3.4)在變量Φ取得最大值時，PDR測距多邊形G’的方向作為最佳方向，在本例中，得到PDR測距三角形G’的方向，以便下步使三角形G與三角形G’重心重合。

本發(fā)明通過WiFi定位構(gòu)造基礎(chǔ)多邊形，同時通過PDR測距技術(shù)確定對應(yīng)多邊形，再把通過PDR測距得到的多邊形經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和平移，拓?fù)浔平ㄟ^WiFi定位構(gòu)造的基礎(chǔ)多邊形，最終得到更精確的定位結(jié)果，在對移動物體進(jìn)行定位時，此優(yōu)點更加顯著；

實施例5

基于WiFi與步行者航位測算的多點拓?fù)浔平ㄎ环椒ㄍ瑢嵤├?-4，其中所述手持設(shè)備為具備WiFi信號檢測，能發(fā)出信號與服務(wù)器信息交互與溝通，比如智能手機(jī)或者平板電腦，且事先安裝有參與定位的有限室內(nèi)區(qū)域的地圖。服務(wù)器端為一臺電腦，需裝載用Java開發(fā)的室內(nèi)定位服務(wù)器端程序，所述拓?fù)浔平\算在手持設(shè)備或在服務(wù)器端上均可進(jìn)行。

下面給出一個完整的例子，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實施例6

基于WiFi與步行者航位測算的多點拓?fù)浔平ㄎ环椒ㄍ瑢嵤├?-5，室內(nèi)定位用于幫助用戶在大型建筑物中獲取位置信息?；谌蛐l(wèi)星定位系統(tǒng)的室外定位技術(shù)已經(jīng)十分成熟，但是人們的大部分日常活動都是在室內(nèi)進(jìn)行的，待在室內(nèi)的時間要比室外長很多，再加上智能手機(jī)的普及，人們對室內(nèi)位置感知和空間特性的信息需求正不斷增強。由于衛(wèi)星信號無法穿透建筑，因此衛(wèi)星定位技術(shù)目前還不能滿足人們對于室內(nèi)定位的需求。因此開發(fā)室內(nèi)定位技術(shù)可以用在室內(nèi)導(dǎo)航導(dǎo)航、大型場所人員管理如，超市、幼兒園、景點、養(yǎng)老院、醫(yī)院、反恐安全、基于物聯(lián)網(wǎng)的物品管理等方面，有著廣泛的應(yīng)用前景。

目前基于WiFi的室內(nèi)定位一般是先在不同的坐標(biāo)點對WiFi信號的名稱與強度進(jìn)行檢測與記錄，形成數(shù)據(jù)庫，然后在定位階段，用戶利用收到的WiFi信息對應(yīng)到具體坐標(biāo)，從而得到定位結(jié)果。但是僅利用WiFi信號進(jìn)行室內(nèi)定位存在信號不穩(wěn)定，實際應(yīng)用中室內(nèi)定位結(jié)果誤差較大。

為此，本發(fā)明通過專門研究與探討，提出一種基于WiFi與PDR的多點拓?fù)浔平覂?nèi)定位方法，方法實施中需要設(shè)立一個服務(wù)器進(jìn)行相關(guān)運算和管理工作，用戶利用手持設(shè)備在建筑物內(nèi)進(jìn)行定位，手持設(shè)備可以是智能手機(jī)，或者是平板電腦。參見圖1，室內(nèi)定位包括四個步驟：

步驟1)用戶利用設(shè)備的WiFi定位結(jié)果來估計初始得到的WiFi定位多邊形G：

本例中實驗場所為一個已布設(shè)WiFi的大型博物展覽館，實驗人員為一個參觀游客，游客攜帶平板電腦在館內(nèi)進(jìn)行步行游覽，為了防止迷路，事先在平板電腦內(nèi)安裝了該博物展覽館的平面地圖，當(dāng)要確定自己在館內(nèi)的位置時，游客在定位軟件上進(jìn)行點擊，假設(shè)游客依次在分館a、b、c、d時進(jìn)行了點擊標(biāo)記。根據(jù)游客點擊時的位置信息在地圖上標(biāo)記這些點，分別記作p1(x1,y1)，p2(x2,y2)，...，pn(xn,yn)，其中n為需定位點數(shù)，其中p為各點位在地圖上的坐標(biāo)點，然后以各個點為頂點獲得多點位WiFi定位多邊形G，把結(jié)果傳至服務(wù)器，其中WiFi指紋庫方法指的是利用WiFi信息與地圖坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系來進(jìn)行室內(nèi)定位的方法。在本例中，需定位點數(shù)n＝4，即G為四邊形。

步驟2)用戶利用設(shè)備通過PDR測距結(jié)果得到PDR測距多邊形G’的形狀：

在WiFi定位的同時，手持設(shè)備通過PDR測距測得與WiFi定位標(biāo)記點對應(yīng)的需定位各點中兩兩之間的相對距離，利用各個點之間的相對距離確定相對位置，得到一個確定形狀的多邊形G’，并把多邊形G’的各個頂點記為p1’，p2’，...，pn’，分別對應(yīng)WiFi定位多邊形G’中的各個頂點，其中n為需定位點數(shù)，得到PDR測距多邊形G’的形狀；本例中，需定位點數(shù)n＝4，即G’也為四邊形，參見圖3。

本例在步驟1)中通過WiFi定位結(jié)果構(gòu)造WiFi定位四邊形G，在步驟2)中利用PDR測距結(jié)果構(gòu)造PDR測距四邊形G’，接著需要對四邊形G’進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和平移確定四邊形G’的方向。

步驟3)在信息匯總的服務(wù)器端，通過旋轉(zhuǎn)四邊形G’得到G’的最佳方向，確定PDR測距四邊形G’的方向：

把已經(jīng)確定形狀的PDR測距四邊形G’復(fù)制到WiFi定位四邊形G所在服務(wù)器端的地圖上,對兩個四邊形G和G’進(jìn)行對應(yīng)邊內(nèi)積求和,設(shè)求和值為變量Φ,給變量Φ賦值其中是四邊形G’中的邊所對應(yīng)的矢量值，其中i與j為四邊形G’的四個不同頂點p’對應(yīng)的下標(biāo)，其中i＜j，是四邊形G中的某一邊e所對應(yīng)的矢量值，其中1≤e≤4，其中i與j為四邊形G的不同頂點p對應(yīng)的下標(biāo)，其中i＜j；通過改變四邊形G’的旋轉(zhuǎn)角度，使變量Φ取得最大值此時四邊形G’的方向作為最佳方向，作為最終的PDR測距四邊形G’的方向；

步驟4)確定PDR測距四邊形G’的位置：

在服務(wù)器運算，保持最佳方向不變，通過平移PDR測距四邊形G’，使四邊形G’的重心在地圖上與四邊形G重合，確定最終的四邊形G’的位置，這時四邊形G’四個頂點在地圖中所對應(yīng)的位置就是需定位四點的定位位置，并把結(jié)果傳給手持設(shè)備上顯示位置信息?；蛘哒f此時的PDR測距四邊形的四個頂點的位置是最終需定位各點的定位結(jié)果。即游客在分館a、b、c、d分別進(jìn)行點擊時，本發(fā)明可以將游客的即時位置顯示在其手持設(shè)備中的地圖上，游客就可以快速獲得自己在館內(nèi)位置，方便規(guī)劃游覽路線，同時防止迷路。

本發(fā)明對PDR測距四邊形G’通過旋轉(zhuǎn)與平移最終達(dá)到與WiFi定位四邊形G重心重合且對應(yīng)邊內(nèi)積之和最大。

本發(fā)明利用PDR測距，相對于用戶定位可用信息從WiFi定位的一種變成WiFi定位與PDR測距的兩種，且利用了PDR測距精確度高的優(yōu)點，經(jīng)過拓?fù)溥\算結(jié)合了WiFi定位結(jié)果與PDR測距結(jié)果，對WiFi環(huán)境下的定位精確度有本質(zhì)上的提升；而且由于相關(guān)的拓?fù)浔平\算大多都在服務(wù)器端，用戶設(shè)備運算較少，只有WiFi定位、PDR測距、地圖顯示等直接涉及用戶設(shè)備的才有，使得定位速度不會變慢。

本發(fā)明的效果可通過以下仿真實驗進(jìn)一步詳細(xì)說明：

實施例7

基于WiFi與步行者航位測算的多點拓?fù)浔平ㄎ环椒ㄍ瑢嵤├?-7，

仿真條件：

在某一建筑物內(nèi)，屬于有限室內(nèi)區(qū)域，且已布設(shè)WiFi，使用厘米尺精確測量每隔五米選一點作為一個測試點，一共選擇50個點，在這些點上，通過WiFi定位方法得到各點定位結(jié)果。再在該50個測試點上進(jìn)行本發(fā)明基于WiFi與PDR的多點拓?fù)浔平覂?nèi)定位方法進(jìn)行定位運算，得到定位結(jié)果。分別計算每個點與真實點位的距離誤差，并計算誤差概率，參見圖4。

仿真內(nèi)容：

實驗一：利用WiFi定位技術(shù)對50個測試點進(jìn)行單點定位，記錄結(jié)果得到最終的定位坐標(biāo)信息，與真實的坐標(biāo)信息進(jìn)行比較，獲得定位誤差的統(tǒng)計，參見圖4下方曲線。

實驗二：利用本發(fā)明對50個測試點進(jìn)行WiFi定位、PDR測距、拓?fù)浔平M(jìn)行定位，得到最終的定位坐標(biāo)信息與真實的坐標(biāo)信息進(jìn)行比較，獲得定位誤差的統(tǒng)計，參見圖4上方曲線。

經(jīng)過上述兩次實驗，將實驗一、實驗二兩種不同定位方法的誤差概率進(jìn)行匯總比較，得到結(jié)果如圖4所示。

仿真結(jié)果：

參見圖4，橫坐標(biāo)為定位誤差，縱坐標(biāo)為概率，曲線上各點表示的意義是定位誤差小于某一數(shù)值的概率，其中圓圈曲線表示單點位WiFi定位誤差曲線，下方曲線為單點位采用WiFi定位技術(shù)的定位誤差曲線圖，上方曲線為采用本發(fā)明進(jìn)行的基于WiFi與PDR的多點拓?fù)浔平覂?nèi)定位方法的誤差曲線圖，在同一誤差標(biāo)準(zhǔn)下，本發(fā)明基于WiFi與PDR的多點拓?fù)浔平覂?nèi)定位方法的定位誤差更小。經(jīng)計算統(tǒng)計，本發(fā)明定位的定位平均誤差為1.15米，定位精度比現(xiàn)有WiFi定位技術(shù)的兩米精度明顯提高。

參見圖4可以看出，單純WiFi定位誤差在2米左右，本發(fā)明定位誤差控制在1米左右。進(jìn)一步說，本發(fā)明定位誤差在0-1米的概率可達(dá)50％，與單純WiFi定位誤差相比，精確度提升10％至30％；本發(fā)明定位誤差在2米以內(nèi)的概率可達(dá)90％，與單純WiFi定位誤差相比，精確度提升20％至30％。且在實驗中觀察發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明隨著點位數(shù)量的提高定位精度在不斷提升，定位誤差可控制在亞米級。

本發(fā)明的基于WiFi與步行者航位測算(PDR)的多點拓?fù)浔平覂?nèi)定位方法相對于傳統(tǒng)的單純利用WiFi定位精度有明顯的提高，且不需要增加額外硬件設(shè)備，因此為一種更佳的室內(nèi)定位方法。

簡而言之，本發(fā)明公開了基于WiFi與步行者航位測算的多點拓?fù)浔平ㄎ环椒?，提出了利用基礎(chǔ)WiFi定位和PDR測距經(jīng)拓?fù)浔平@得更精確用戶坐標(biāo)定位方法，實現(xiàn)包括有：WiFi環(huán)境下需要定位各點通過WiFi指紋庫獲得定位；在地圖上用各點WiFi定位坐標(biāo)作頂點形成WiFi多邊形G；通過PDR測距獲取需要定位各點相對距離和相對位置，形成PDR測距多邊形G’,經(jīng)過旋轉(zhuǎn)與平移，拓?fù)浔平黈iFi多邊形G，得到確定位置；拓?fù)浔平蟮腜DR測距多邊形G’各個頂點在地圖上的坐標(biāo)為各點最終定位結(jié)果，完成定位。由于室內(nèi)定位無法通過衛(wèi)星信號進(jìn)行定位，本發(fā)明為室內(nèi)的位置信息獲取與導(dǎo)航提供新方法。本發(fā)明定位精確,無參與人數(shù)限制，計算簡單，硬件成本低，可實現(xiàn)性強，主要應(yīng)用于大型建筑物等室內(nèi)的人員或物品位置確定。