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专利名称 | 一种移动定位方法和系统 |
申请号 | CN201110284064.5 | 申请日期 | 2011-09-22 |
法律状态 | 权利终止 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2013-04-03 | 公开/公告号 | CN103024659A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | H04W4/029 | IPC分类号 | H;0;4;W;4;/;0;2;9;;;H;0;4;W;6;4;/;0;0查看分类表>
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申请人 | 胡乐乐 | 申请人地址 | 浙江省嘉兴市南湖区亚太路522号1幢105室
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权利人 | 嘉兴高恒信息科技有限公司 | 当前权利人 | 嘉兴高恒信息科技有限公司 |
发明人 | 胡乐乐 |
代理机构 | 暂无 | 代理人 | 暂无 |
摘要
本发明提供一种移动定位方法、系统及其所涉移动终端装置和定位平台。多台定位数据采集终端TE和用户终端UE通过接入无线网络连接定位平台构成一个移动定位系统。定位数据采集终端TE采集定位点的定位数据并上报给定位平台,定位平台进行归一化处理后存储在数据库中;用户终端UE检测周围无线信号并将测量结果上报定位平台;定位平台比对上述用户终端UE的测量结果和数据库中存储的定位数据,确定与测量结果匹配的定位点作为用户终端UE的定位结果,并进而据此开展LBS服务。实施本发明可很方便地在诸如商场、咖啡厅、酒吧、写字楼、机场等室内公共场所开展LBS服务。
1.一种移动定位方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)定位数据采集终端TE通过无线网络接入互联网进而与定位平台建立通信连接,接收定位平台下发的定位数据采集指令,所述定位数据采集指令包括定位点信息和定位数据采集规则;所述定位点信息包括定位点所在目标区域的楼层分布图以及在每层楼面分布图上标注的定位点位置;定位数据采集终端TE据此在每个定位点检测定位数据并上报给定位平台,由定位平台进行归一化处理后存储在定位数据库中;所述定位数据包括所有检测到的周围无线设备的身份标识信息和信号强度信息;
2)用户终端UE通过无线网络接入互联网进而与定位平台建立通信连接;用户终端UE检测周围无线信号,并将检测结果上报定位平台,所述检测结果包括所有检测到的周围无线设备的身份标识信息和信号强度信息;
3)定位平台比对步骤2)的检测结果和步骤1)的定位数据,基于以下原则确定与检测结果匹配的定位点作为用户终端UE的定位结果:该定位点的定位数据和检测结果最相似,即二者包含的具有相同身份标识的无线设备数量最多,且这些无线设备的信号强度相对分布差别最小。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述定位数据采集终端TE和用户终端UE所检测的周边无线设备指以下任意一种或多种设备:RFID标签、Zigbee节点、蓝牙设备、移动网络微蜂窝基站、移动网络家庭基站FEMTO、无线局域网接入点AP。
3.根据权利要求1-2任一项所述的方法,其特征在于,所述无线网络是指任何提供互联网接入服务的无线网络,包括无线局域网、移动通信网络、WiMAX网络、以及他们的演进网络。
4.根据权利要求1-2任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤1)中所述定位点信息进一步包括定位点所在目标区域的位置坐标和室内建筑名称,所述定位数据采集规则包括每个定位点检测定位数据的时间和采集样本数量。
5.根据权利要求1-2任一项所述的方法,其特征在于,所述无线设备的身份标识是该设备的MAC地址或者移动基站的CELL ID。
6.根据权利要求1-2任一项所述的方法,其特征在于,所述第1)步骤中定位平台对定位数据采集终端TE上报的各定位点的定位数据进行归一化处理包括:
a)将定位数据采集终端TE在各定位点检测到的周边无线设备数据按照其信号强度由高到低排列;
b)将各无线设备的信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值。
7.根据权利要求1-2任一项所述的方法,其特征在于,所述定位平台通过比对确定与检测结果匹配的定位点所基于的原则通过以下步骤实现:
A)接收到用户终端UE上报的检测结果后,将其中多个无线设备的数据进行归一化处理,即按照其信号强度从高到低进行排列,并且将其信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值;
B)检索数据库查找与检测结果匹配的候选定位点:先按照无线设备身份标识信息检索,找到与检测结果在无线设备身份标识上交集大于或等于n的定位点作为候选定位点,即数据库中保存的该定位点定位数据中至少有n个无线设备身份标识出现在检测结果中,上述n的取值取决于检测结果中包含无线设备的数量N,按照N的20%-50%设置初始值并根据定位运行效果动态调整;
C)进一步优选出匹配定位点:构造一个包含N个元素的序列X={x1,x2,...,xN},其中x1>x2>......>xN且 针对每个候选定位点分别按照下式计算其匹配度M:
其中m是该候选定位点定位数据和检测结果在无线设备身份标识上的交集数量,即二者有m个相同的无线设备,n≤m≤N;将检测结果和候选定位点定位数据的m个交集无线设备的数据按照信号强度归一化值降序排列,二者的信号强度归一化值分别记为R1i和R2i,则上面(1)式中的ΔRi=|R1i-R2i|;最后选取匹配度M最大的候选定位点作为与检测结果匹配的定位点。
8.一种移动定位系统,其特征在于,所述系统包括:
1)至少一台定位数据采集终端TE,通过接入无线网络进而与定位平台建立通信连接,接收定位平台下发的定位数据采集指令,所述定位数据采集指令包括定位点信息和定位数据采集规则;所述定位点信息包括定位点所在目标区域楼层分布图以及在每层楼面分布图上标注的定位点位置;定位数据采集终端TE据此在每个定位点检测定位数据并上报给定位平台,所述定位数据包括定位数据采集终端TE在定位点检测到的所有周围无线设备的身份标识信息和信号强度信息;
2)至少一台用户终端UE,通过接入无线网络进而与定位平台建立通信连接,通过检测周围无线信号并将检测结果上报定位平台,从而获取定位平台的定位结果和基于位置的服务,所述检测结果包括所有检测到的周围无线设备的身份标识信息和信号强度信息;
3)一个定位平台,负责确定并下发定位数据采集指令,对定位数据采集终端TE上报的定位数据进行归一化处理并存储,通过比对用户终端UE上报的检测结果和数据库存储的定位数据,基于以下原则确定与检测结果匹配的定位点作为用户终端UE的定位结果:该定位点的定位数据和检测结果最相似,即二者包含的具有相同身份标识的无线设备数量最多,且这些无线设备的信号强度相对分布差别最小。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述定位数据采集终端TE和用户终端UE所检测的周边无线设备指以下任意一种或多种设备:RFID标签、Zigbee节点、蓝牙设备、移动网络微蜂窝基站、移动网络家庭基站FEMTO、无线局域网接入点AP。
10.根据权利要求8-9任一项所述的系统,其特征在于,所述无线网络是指可提供互联网接入服务的任何无线网络,包括移动通信网络、无线局域网、WiMax网络以及它们的演进网络。
11.根据权利要求8-9任一项所述的系统,其特征在于,所述定位点信息进一步包括定位点所在目标区域的位置坐标和室内建筑名称,所述定位数据采集规则包括每个定位点检测定位数据的时间和采集样本数量。
12.根据权利要求8-9任一项所述的系统,其特征在于,所述无线设备的身份标识是该设备的MAC地址或者移动基站的CELL ID。
13.根据权利要求8-9任一项所述的系统,其特征在于,所述定位平台对定位数据采集终端TE上报的各定位点的定位数据进行归一化处理包括:
a)将定位数据采集终端TE在各定位点检测到的周边无线设备数据按照其信号强度由高到低排列;
b)将各无线设备的信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值。
14.根据权利要求8-9任一项所述的系统,其特征在于,所述定位平台通过比对确定与检测结果匹配的定位点所基于的原则通过以下算法实现:
A)接收到用户终端UE上报的检测结果后,将其中多个无线设备的数据进行归一化处理,即按照其信号强度从高到低进行排列,并且将其信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值;
B)检索数据库查找与检测结果匹配的候选定位点:先按照无线设备身份标识信息检索,找到与检测结果在无线设备身份标识上交集大于或等于n的定位点作为候选定位点,即数据库中保存的该定位点定位数据中至少有n个无线设备身份标识出现在检测结果中,上述n的取值取决于检测结果中包含无线设备的数量N,按照N的20%-50%设置初始值并根据定位运行效果动态调整;
C)进一步优选出匹配定位点:构造一个包含N个元素的序列X={x1,x2,...,xN},其中x1>x2>......>xN且 针对每个候选定位点分别按照下式计算其匹配度M:
其中m是该候选定位点定位数据和检测结果在无线设备身份标识上的交集数量,即二者有m个相同的无线设备,n≤m≤N;将检测结果和候选定位点定位数据的m个交集无线设备的数据按照信号强度归一化值降序排列,二者的信号强度归一化值分别记为R1i和R2i,则上面(1)式中的ΔRi=|R1i-R2i|;最后选取匹配度M最大的候选定位点作为与检测结果匹配的定位点。
15.一种移动定位平台,其特征在于,所述移动定位平台由接口适配单元、数据处理单元、数据库单元和管理单元构成;所述移动定位平台向定位数据采集终端TE发送定位数据采集指令,所述定位数据采集指令包括定位点信息和定位数据采集规则,所述定位点信息包括定位点所在目标区域的楼层分布图以及在每层楼面分布图上标注的定位点位置;所述移动定位平台还向用户终端UE和第三方基于用户位置的服务提供商LBS提供移动定位服务;其中,
1)接口适配单元被配置为用于通过互联网连接用户终端UE、定位数据采集终端TE以及第三方基于用户位置的服务提供商LBS并处理他们与移动定位平台之间的交互消息;
2)管理单元被配置为用于对所有接入此移动定位平台的用户终端UE、定位数据采集终端TE和第三方基于用户位置的服务提供商LBS进行身份认证、权限、活动状态跟踪管理,同时对移动定位平台开展的各项LBS服务进行内容和业务逻辑管理,以及对基于此移动定位平台开展LBS服务的用户进行远程身份认证和权限管理;
3)数据库单元被配置为用于记录移动定位平台的管理和业务数据,其中管理数据包括用户终端UE、定位数据采集终端TE、平台用户以及第三方基于用户位置的服务提供商LBS的属性信息、认证信息、使用记录,业务数据包括定位服务目标区域的定位数据以及与位置关联的LBS服务数据;
4)数据处理单元被配置为用于将定位数据采集终端TE上报的定位数据进行归一化处理后存储在数据库中;通过比对用户终端UE上报的定位检测结果和数据库存储的定位数据,基于以下原则确定与检测结果匹配的定位点作为用户终端UE的定位结果:该定位点的定位数据和检测结果最相似,即二者包含的具有相同身份标识的无线设备数量最多,且这些无线设备的信号强度相对分布差别最小;根据定位结果进行LBS服务的业务逻辑处理,向用户终端UE提供定位服务;所述定位数据包括定位数据采集终端TE在定位点检测到的所有周围无线设备的身份标识信息和信号强度信息;所述用户终端UE上报的定位检测结果包括UE检测到的所有周围无线设备的身份标识信息和信号强度信息。
16.根据权利要求15所述的移动定位平台,其特征在于,所述定位数据采集终端TE和用户终端UE所检测的周边无线设备指以下任意一种或多种设备:RFID标签、Zigbee节点、蓝牙设备、移动网络微蜂窝基站、移动网络家庭基站FEMTO、无线局域网接入点AP。
17.根据权利要求15-16任一项所述的移动定位平台,其特征在于,所述接口适配单元处理的用户终端UE、定位数据采集终端TE以及第三方基于用户位置的服务提供商LBS与移动定位平台之间的交互消息包括用户终端UE上传的包含定位检测结果的定位请求消息、定位数据采集终端TE上报的包含定位点定位数据的定位数据采集报告、移动定位平台下发给定位数据采集终端TE的定位数据采集指令、移动定位平台下发给用户终端UE的位置服务信息、第三方基于用户位置的服务提供商LBS发送的定位请求和移动定位平台返回的定位结果。
18.根据权利要求15-16任一项所述的移动定位平台,其特征在于,所述定位平台下发的定位数据采集指令中的定位点信息进一步包括定位点所在目标区域的位置坐标和室内建筑名称,定位数据采集规则包括每个定位点检测定位数据的时间和采集样本数量,定位数据采集终端TE据此对目标区域的各定位点进行定位数据采集并上报定位平台。
19.根据权利要求15-16任一项所述的移动定位平台,其特征在于,所述无线设备的身份标识是该设备的MAC地址或者移动基站的CELL ID。
20.根据权利要求15-16任一项所述的移动定位平台,其特征在于,所述定位平台对定位数据采集终端TE上报的各定位点的定位数据进行归一化处理包括:
a)将定位数据采集终端TE在各定位点检测到的周边无线设备数据按照其信号强度由高到低排列;
b)将各无线设备的信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值。
21.根据权利要求15-16任一项所述的移动定位平台,其特征在于,所述定位平台通过比对确定与检测结果匹配的定位点所基于的原则通过以下算法实现:
A)接收到用户终端UE上报的检测结果后,将其中多个无线设备的数据进行归一化处理,即按照其信号强度从高到低进行排列,并且将其信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值;
B)检索数据库查找与检测结果匹配的候选定位点:先按照无线设备身份标识信息检索,找到与检测结果在无线设备身份标识上交集大于或等于n的定位点作为候选定位点,即数据库中保存的该定位点定位数据中至少有n个无线设备身份标识出现在检测结果中,上述n的取值取决于检测结果中包含无线设备的数量N,按照N的20%-50%设置初始值并根据定位运行效果动态调整;
C)进一步优选出匹配定位点:构造一个包含N个元素的序列X={x1,x2,...,xN},其中x1>x2>......>xN且 针对每个候选定位点分别按照下式计算其匹配度M:
其中m是该候选定位点定位数据和检测结果在无线设备身份标识上的交集数量,即二者有m个相同的无线设备,n≤m≤N;将检测结果和候选定位点定位数据的m个交集无线设备的数据按照信号强度归一化值降序排列,二者的信号强度归一化值分别记为R1i和R2i,则上面(1)式中的ΔRi=|R1i-R2i|;最后选取匹配度M最大的候选定位点作为与检测结果匹配的定位点。
一种移动定位方法和系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及移动定位方法和系统,尤其涉及综合利用无线测量技术和移动通信技术提供定位服务的方法和系统及相关装置。\n背景技术\n[0002] 在移动网络增值服务行业,基于用户位置信息的LBS(Location Based Service)服务是一类重要应用,近年来发展势头迅猛,市场上涌现出各种五花八门的LBS服务。除了传统的导航业务外,近年在市场上比较活跃的是以下几种类型的应用:\n[0003] 基于位置信息的签到服务,该服务可将地理位置信息与社交网站结合,用户可同时签到到多个地理位置服务的网站;\n[0004] 基于位置信息的搜索服务,即根据用户位置信息搜索用户感兴趣的周边商户服务信息;\n[0005] 基于位置信息的商业信息推送服务,如美国Getyowza公司推出的LBS服务(http://getyowza.com/),用户通过安装Getyowza提供的客户端,Getyowza会根据用户的地理位置,将给用户推送附近的优惠券信息;\n[0006] 基于位置信息的虚拟现实游戏。\n[0007] 所有这些LBS服务的基础首先是要对用户终端进行较准确的定位,目前的定位手段主要是依靠智能手机内置的GPS,有些时候也结合移动网络定位,还有报道采用WAP网站辅助定位。对这几种定位方法的优缺点分析如下:\n[0008] GPS定位,只要用户手机内置GPS功能,在室外良好无线环境下准确度高且用户无需为定位本身支付任何费用;目前一个主要问题是密集城区高楼环境常常无法定位,室内无法定位;\n[0009] 移动网络定位,室内、室外环境都可使用,缺点是定位精度较差,往往不能满足LBS服务的要求,且需额外支付定位服务费用;\n[0010] UCWEB手机浏览器定位,室内、室外环境都可使用,采用移动网络定位类似的方案,同样面临精度差的问题。\n[0011] 此外,近年还出现一些利用短距离无线技术和三角测量技术实现的定位方案RTLS,如WiFi定位系统。他们工作机理都是通过部署多台定位基站,然后待定位的终端通过测量临近定位基站的信号强度并通过诸如三角定位算法模型计算出位置坐标。这些技术方案的主要问题在于需要事先知道定位区域内定位基站的准确位置坐标,而目前各种室内环境中虽然部署有大量WiFi接入点,但是却无法事先知道其具体坐标,因此上述方案适用场合有限。\n[0012] 综上所述,目前市场已有的定位方法对室内用户的准确定位尚无能为力,无法满足开展LBS服务的要求,而对于LBS服务说,在很多诸如商场、写字楼、咖啡厅等室内场所恰恰存在大量LBS潜在用户。因此,市场需要一种定位系统,能够较准确地实现上述室内环境的定位,以便据此开展各种优质的LBS服务。\n发明内容\n[0013] 本发明提出一种移动定位方法,该方法包括以下步骤:\n[0014] 1)定位数据采集终端TE采集定位点的定位数据并上报给定位平台,定位平台进行归一化处理后存储在数据库中;\n[0015] 2)用户终端UE检测周围无线信号并将测量结果上报定位平台;\n[0016] 3)定位平台比对步骤2)的测量结果和步骤1)的定位数据,确定与测量结果匹配的定位点作为用户终端UE的定位结果。\n[0017] 上述步骤1)中定位数据采集终端TE采集定位点的定位数据按照定位平台下发的定位数据采集指令进行,该指令中包括目标区域的信息和其中的定位点信息,以及定位数据采集规则。所述定位点的定位数据是指定位数据采集终端TE在定位点检测到的所有周边无线设备的身份标识信息、无线信号强度信息、信噪比信息。所述用户终端UE检测周围无线信号的测量结果包括检测到的所有周边无线设备的身份标识信息、无线信号强度信息、信噪比信息。所述定位数据采集终端TE和用户终端UE所检测的周边无线设备指以下任意一种或多种设备:RFID标签、Zigbee节点、蓝牙设备、移动网络微蜂窝基站、移动网络家庭基站FEMTO、移动网络室内分布系统、无线局域网接入点AP。所述无线设备的身份标识是该设备的MAC地址或者移动基站的CELL ID。\n[0018] 所述第1)步骤中定位平台对定位数据采集终端TE上报的各定位点的定位数据进行归一化处理包括:将定位数据采集终端TE在各定位点检测到的周边无线设备数据按照其信号强度由高到低排列;将各无线设备的信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值。\n[0019] 所述第3)步骤中定位平台通过比对确定与测量结果匹配的定位点基于以下原则:\n该定位点的定位数据和测量结果最相似,即二者包含的具有相同身份标识的无线设备数量最多,且这些无线设备的信号强度相对分布差别最小。上述原则通过以下算法实现:接收到用户终端UE上报的测量结果后,将其中多个无线设备的数据进行归一化处理,即按照其信号强度从高到低进行排列,并且将其信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值;检索数据库查找与测量结果匹配的候选定位点:先按照无线设备身份标识信息检索,找到与测量结果在无线设备身份标识上交集大于或等于n的定位点作为候选定位点,即数据库中保存的该定位点定位数据中至少有n个无线设备身份标识出现在测量结果中,上述n的取值取决于测量结果中包含无线设备的数量N,按照N的20%-50%设置初始值并根据定位运行效果动态调整;进一步优选出匹配定位点:构造一个包含N个元素的序列X={x1,x2,...,xN },其中x1>x2>......>xN且 针对每个候选定位点分别按照下式计算其匹配度M:\n[0020]\n[0021] 其中m是该候选定位点定位数据和测量结果在无线设备身份标识上的交集数量,即二者有m个相同的无线设备,n≤m≤N;将测量结果和候选定位点定位数据的m个交集无线设备的数据按照信号强度归一化值降序排列,二者的信号强度归一化值分别记为R1i和R2i,则上面(1)式中的ΔRi=|R1i-R2i|;最后选取匹配度M最大的候选定位点作为与测量结果匹配的定位点。\n[0022] 本发明还提出一种移动定位系统,包括:\n[0023] 1)至少一台定位数据采集终端TE,通过接入无线网络进而与定位平台建立通信连接,负责采集定位点的定位数据并上报给定位平台;\n[0024] 2)至少一台用户终端UE,通过接入无线网络进而与定位平台建立通信连接,通过检测周围无线信号并将测量结果上报定位平台,从而获取定位平台的定位结果和基于位置的服务;\n[0025] 3)一个定位平台,负责对定位数据采集终端TE上报的定位数据进行归一化处理并存储,通过比对用户终端UE上报的测量结果和数据库存储的定位数据,确定与测量结果匹配的定位点作为用户终端UE的定位结果,并据此向用户终端UE提供定位服务。\n[0026] 所述无线网络是指可提供Internet接入服务的任何无线网络,包括移动通信网络、无线局域网以及它们的演进网络。所述定位数据采集终端TE采集定位点的定位数据按照定位平台下发的定位数据采集指令进行,该指令中包括目标区域的信息和其中的定位点信息,以及定位数据采集规则。所述定位点的定位数据是指定位数据采集终端TE在定位点检测到的所有周边无线设备的身份标识信息、无线信号强度信息、信噪比信息。所述用户终端UE检测周围无线信号的测量结果包括检测到的所有周边无线设备的身份标识信息、无线信号强度信息、信噪比信息。所述定位数据采集终端TE和用户终端UE所检测的周边无线设备指以下任意一种或多种设备:RFID标签、Zigbee节点、蓝牙设备、移动网络微蜂窝基站、移动网络家庭基站FEMTO、移动网络室内分布系统、无线局域网接入点AP。所述无线设备的身份标识是该设备的MAC地址或者移动基站的CELL ID。\n[0027] 所述定位平台对定位数据采集终端TE上报的各定位点的定位数据进行归一化处理包括:将定位数据采集终端TE在各定位点检测到的周边无线设备数据按照其信号强度由高到低排列;将各无线设备的信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值。\n[0028] 所述定位平台通过比对确定与测量结果匹配的定位点基于以下原则:该定位点的定位数据和测量结果最相似,即二者包含的具有相同身份标识的无线设备数量最多,且这些无线设备的信号强度相对分布差别最小。上述原则通过以下算法实现:接收到用户终端UE上报的测量结果后,将其中多个无线设备的数据进行归一化处理,即按照其信号强度从高到低进行排列,并且将其信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值;检索数据库查找与测量结果匹配的候选定位点:先按照无线设备身份标识信息检索,找到与测量结果在无线设备身份标识上交集大于或等于n的定位点作为候选定位点,即数据库中保存的该定位点定位数据中至少有n个无线设备身份标识出现在测量结果中,上述n的取值取决于测量结果中包含无线设备的数量N,按照N的20%-50%设置初始值并根据定位运行效果动态调整;进一步优选出匹配定位点:构造一个包含N个元素的序列X={x1,x2,...,xN},其中x1>x2>......>xN且 针对每个候选定位点分别按照下式计算其匹配度M:\n[0029]\n[0030] 其中m是该候选定位点定位数据和测量结果在无线设备身份标识上的交集数量,即二者有m个相同的无线设备,n≤m≤N;将测量结果和候选定位点定位数据的m个交集无线设备的数据按照信号强度归一化值降序排列,二者的信号强度归一化值分别记为R1i和R2i,则上面(1)式中的ΔRi=|R1i-R2i|;最后选取匹配度M最大的候选定位点作为与测量结果匹配的定位点。\n[0031] 本发明还提出一种移动定位平台,由接口适配、数据处理、数据库和管理单元构成,可向用户终端UE和第三方基于用户位置的服务提供商LBS提供移动定位服务,其中,[0032] 接口适配单元负责处理用户终端UE、定位数据采集终端TE以及第三方基于用户位置的服务提供商LBS与管理平台之间的交互消息;\n[0033] 管理单元负责对所有接入此平台的用户终端UE、定位数据采集终端TE和第三方基于用户位置的服务提供商LBS进行身份认证、权限、活动状态跟踪等管理,同时对平台开展的各项LBS服务进行内容和业务逻辑管理,以及对基于此平台开展LBS服务的用户进行远程身份认证和权限管理;\n[0034] 数据库单元记录平台的管理和业务数据,其中管理数据包括用户终端UE、定位数据采集终端TE、平台用户以及第三方基于用户位置的服务提供商LBS的属性信息、认证信息、使用记录等,业务数据包括定位服务目标区域的定位数据以及与位置关联的LBS服务数据;\n[0035] 数据处理单元负责将定位数据采集终端TE上报的定位数据进行归一化处理后存储在数据库中;通过比对用户终端UE上报的测量结果和数据库存储的定位数据,确定与测量结果匹配的定位点作为用户终端UE的定位结果;并据此进行LBS服务的业务逻辑处理,向用户终端UE提供定位服务。\n[0036] 所述接口适配单元处理的用户终端UE、定位数据采集终端TE以及第三方基于用户位置的服务提供商LBS与管理平台之间的交互消息包括用户终端UE上传的包含定位测量结果的定位请求消息、定位数据采集终端TE上报的包含定位点定位数据的定位数据采集报告、定位平台下发给定位数据采集终端TE的定位数据采集指令、定位平台下发给用户终端UE的位置服务信息、第三方基于用户位置的服务提供商LBS发送的定位请求和定位平台返回的定位结果。\n[0037] 所述定位平台下发给定位数据采集终端TE的定位数据采集指令包括目标区域的信息和其中的定位点信息,以及定位数据采集规则,定位数据采集终端TE据此按照采集规则对目标区域的各定位点进行定位数据采集并上报定位平台。\n[0038] 所述定位点的定位数据是指定位数据采集终端TE在定位点检测到的所有周边无线设备的身份标识信息、无线信号强度信息、信噪比信息。所述用户终端UE检测周围无线信号的测量结果包括检测到的所有周边无线设备的身份标识信息、无线信号强度信息、信噪比信息。所述定位数据采集终端TE和用户终端UE所检测的周边无线设备指以下任意一种或多种设备:RFID标签、Zigbee节点、蓝牙设备、移动网络微蜂窝基站、移动网络家庭基站FEMTO、移动网络室内分布系统、无线局域网接入点AP。所述无线设备的身份标识是该设备的MAC地址或者移动基站的CELLID。\n[0039] 所述定位平台对定位数据采集终端TE上报的各定位点的定位数据进行归一化处理包括:将定位数据采集终端TE在各定位点检测到的周边无线设备数据按照其信号强度由高到低排列;将各无线设备的信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值。\n[0040] 所述定位平台通过比对确定与测量结果匹配的定位点基于以下原则:该定位点的定位数据和测量结果最相似,即二者包含的具有相同身份标识的无线设备数量最多,且这些无线设备的信号强度相对分布差别最小。上述原则通过以下算法实现:接收到用户终端UE上报的测量结果后,将其中多个无线设备的数据进行归一化处理,即按照其信号强度从高到低进行排列,并且将其信号强度减去信号最强值,然后取反对数,作为其新的信号强度值;检索数据库查找与测量结果匹配的候选定位点:先按照无线设备身份标识信息检索,找到与测量结果在无线设备身份标识上交集大于或等于n的定位点作为候选定位点,即数据库中保存的该定位点定位数据中至少有n个无线设备身份标识出现在测量结果中,上述n的取值取决于测量结果中包含无线设备的数量N,按照N的20%-50%设置初始值并根据定位运行效果动态调整;进一步优选出匹配定位点:构造一个包含N个元素的序列X={x1,x2,...,xN},其中x1>x2>......>xN且 针对每个候选定位点分别按照下式计算其匹配度M:\n[0041]\n[0042] 其中m是该候选定位点定位数据和测量结果在无线设备身份标识上的交集数量,即二者有m个相同的无线设备,n≤m≤N;将测量结果和候选定位点定位数据的m个交集无线设备的数据按照信号强度归一化值降序排列,二者的信号强度归一化值分别记为R1i和R2i,则上面(1)式中的ΔRi=|R1i-R2i|;最后选取匹配度M最大的候选定位点作为与测量结果匹配的定位点。\n[0043] 本发明还提出一种移动定位终端装置,该装置包括:\n[0044] 一个无线通信单元,负责在主控单元的控制下接入无线网络进而与一台位于互联网的服务器建立通信连接;\n[0045] 一个无线测量单元,负责在主控单元的控制下检测周围所有能够探测到的无线信号;\n[0046] 一个显示单元通过显示屏向用户提供应用展示和使用界面;\n[0047] 一个输入输出单元,负责在主控单元控制下通过触摸屏或键盘向用户提供操作使用接口,通过麦克风输入以及喇叭、耳机插孔输出音频信息,通过蓝牙、USB接口输入输出数据信息;\n[0048] 一个主控单元,负责通过无线通信单元与一台位于互联网的服务器建立通信连接,接收该服务器下发的管理指令和服务信息,上报无线测量单元的测量结果。\n[0049] 所述移动定位终端装置包括一个智能手机和一个运行在其上面的移动定位应用。\n所述无线网络是指可提供Internet接入服务的任何无线网络,包括移动通信网络、无线局域网以及它们的演进网络。所述无线测量单元检测周围所有能够探测到的无线信号的测量结果包括检测到的所有周边无线设备的身份标识信息、无线信号强度信息、信噪比信息。所述无线设备的身份标识是该设备的MAC地址或者移动基站的CELLID。所述周边无线设备指以下任意一种或多种设备:RFID标签、Zigbee节点、蓝牙设备、移动网络微蜂窝基站、移动网络家庭基站FEMTO、移动网络室内分布系统、无线局域网接入点AP。\n[0050] 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后,本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。\n附图说明\n[0051] 图1是本发明一个实施例的系统架构;\n[0052] 图2是本发明系统中用户终端UE一个实施例的功能框图;\n[0053] 图3是本发明系统中用户终端UE一个实施例的逻辑框图;\n[0054] 图4是本发明系统中定位平台一个实施例的功能框图;\n[0055] 图5是本发明一个实施例定位运算流程;\n[0056] 图6是本发明一个实施例中定位数据采集点的划分示意图;\n[0057] 图7是基于本发明的一个定位服务流程。\n具体实施方式\n[0058] 下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。\n[0059] 图1是本发明系统一个实施例的系统架构,其中定位数据采集终端TE和用户终端UE通过移动通信网络接入互联网,进而和定位平台建立通信连接;定位数据采集终端TE预先采集LBS服务区域的定位数据并上传至定位平台;用户终端UE上报自己对周围无线信号特别是无线局域网信号的测量结果;定位平台收到UE上报的测量结果后经过数据库检索、比对运算后确定UE所处位置,并进而据此开展基于位置信息的服务(LBS)。当然,定位数据采集终端TE和用户终端UE也可以不通过移动网络而是通过无线局域网接入互联网进而和定位平台建立通信连接。\n[0060] 用户终端UE的功能框图如图2所示,其中无线通信单元负责在主控单元的控制下接入移动网络并通过移动网络的数据服务接入互联网,或者通过无线局域网接入互联网;\n无线测量单元负责在主控单元的控制下检测周围所有能够探测到的无线局域网接入点AP的无线信号,测量并记录各AP的系统服务识别号SSID、MAC(Media Access Control)地址、信道编号、加密方式、信号强度RSSI、信噪比S/N等信息;显示单元通过显示屏向用户提供应用展示和使用界面;输入输出单元则在主控单元控制下向用户提供操作使用接口,如触摸屏或键盘等,以及通过麦克风、喇叭、耳机插孔、蓝牙、USB接口等输入输出音频、数据信息;\n主控单元通过无线通信单元与定位平台建立通信连接,上报无线局域网测量结果,接收定位平台下发的定位服务信息。具体实现上,用户终端UE的功能可通过在一个智能手机上开发一个移动定位应用来实现,图3给出其逻辑框图。其中硬件平台以多媒体终端SOC为核心提供基础运算能力、通信能力和外部接口;Linux 2.6是硬件抽象层,并负责设备的管理;系统服务层提供各种系统库,所有系统服务,如显示、网页浏览和存储等均由系统库管理;应用程序开发框架提供应用程序编程接口(API);所有对于用户的功能都被视为应用,如通信应用、娱乐应用和信息处理应用等。\n[0061] 定位数据采集终端TE的功能框图和实现方案和用户终端UE类似,其区别在于主控单元通过通信单元连接定位平台,接收定位平台下发的定位数据采集指令,通过无线测量单元完成定位数据采集后上报定位平台。\n[0062] 定位平台由接口适配、数据处理、数据库和管理等功能单元构成,如图4所示。在物理实现上定位平台可部署在单台服务器上,也可根据业务扩展需要将其部署在由多台服务器群组上,其中不同的服务器承担不同的功能,并且对于关键功能其承载服务器还可继续扩展以便实现负载均衡和数据备份。\n[0063] 接口适配单元负责处理用户终端UE与管理平台之间的交互消息,包括终结并按照接口协议解析UE上报的消息,并将信息转交数据处理单元或管理单元做进一步处理,同时将管理单元下发的服务或管理信息按照接口协议封装后发送给用户终端UE;接口适配单元还负责处理第三方LBS发来的针对用户终端UE的定位请求,终结其请求消息,并将此请求转交管理单元进一步处理,同时将管理单元返回的结果按照接口协议封装后发送给定位请求方。\n[0064] 管理单元负责对所有接入此平台的用户终端UE和第三方LBS进行身份认证、权限、活动状态跟踪等管理,同时对平台开展的各项LBS服务进行内容和业务逻辑管理,以及对基于此平台开展LBS服务的用户进行远程身份认证和权限管理。\n[0065] 数据库单元记录平台的管理和业务数据。其中管理数据包括用户终端UE、平台用户以及第三方LBS的属性信息、认证信息、使用记录等。业务数据包括定位服务目标区域的定位数据以及与位置关联的LBS服务数据,定位服务目标区域的定位数据包括定位点位置编码和该位置检测到的周围无线局域网接入点的SSID、MAC地址、信道编号、加密方式、信号强度RSSI、信噪比S/N,各无线局域网接入点的数据按照其信号强度RSSI从高到低排列并经过归一化处理,即各接入点RSSI值减去信号最强的RSSI值,然后取反对数,作为该接入点记录的RSSI数值;与位置关联的LBS服务数据包括该位置附近商家的导购信息、促销信息、商品广告、电子优惠卷等。\n[0066] 数据处理单元负责处理用户终端UE的定位运算、数据库定位数据的预处理和LBS服务的业务逻辑处理。定位运算流程如图5所示:\n[0067] 首先将测量结果中多个无线局域网接入点的数据按照其信号强度RSSI从高到低进行排列;\n[0068] 然后对各无线局域网接入点的信号强度RSSI进行归一化处理,即各点RSSI值减去信号最强的RSSI值,然后取反对数,作为该点新的RSSI数值;\n[0069] 检索数据库查找与测量结果匹配的定位点,具体步骤如下:先按照接入点MAC地址检索,找到与测量结果在接入点MAC地址上交集大于或等于n的定位点作为候选定位点,即数据库中保存的该定位点数据中至少有n个接入点的MAC地址出现在测量结果中,上述n的取值取决于测量结果中包含无线接入点的数量N,可按照N的20%-50%设置初始值,并且根据定位平台实际运行结果动态调整;然后从候选定位点中选出最优的定位点作为与测量结果匹配的定位点,即构造一个包含N个元素的序列X={x1,x2,...,xN},其中x1>x2>......>xN且 则针对每个候选定位点分别按照下式计算其匹配度:\n[0070]\n[0071] 其中m是该候选定位点和测量结果在接入点MAC地址上的交集数量,即二者有m个相同的接入点,显然n≤m≤N。将测量结果和候选定位点的m个交集接入点数据按照RSSI归一化值降序排列,二者的RSSI归一化值分别记为R1i和R2i,则上面(1)式中的ΔRi=|R1i-R2i|。最后选取匹配度M最大的候选定位点作为与测量结果匹配的定位点。\n[0072] 针对用户终端UE上报测量数据的定位运算完成后,数据处理单元即可按照预先定义的业务逻辑向用户终端提供LBS服务信息。例如数据处理单元通过查询与上述匹配定位点关联的LBS服务数据,结合数据库记录的该用户定购的LBS服务类型,确定向用户终端UE推送的LBS服务数据并通过接口适配单元发送给用户终端UE。\n[0073] 数据处理单元对数据库定位数据的预处理是指对于定位数据采集终端TE上报的定位数据在存入数据库之前进行上述RSSI数值归一化处理,并将定位数据中各无线局域网接入点按照其信号强度RSSI从高到低的顺序排列。\n[0074] 定位平台向定位数据采集终端TE下发的定位数据采集指令包括目标区域的信息和其中的定位点即定位采集点信息,以及定位数据采集规则等信息。比如GPS坐标、商场名称、楼层分布图等目标区域信息,每层楼面分布图上标注的定位采集点位置,每个点采集时间和采集样本数量等等。对于每个特定的目标区域,定位平台可根据开展LBS服务的需要将其划分成若干定位数据采集点,如图6所示的一个商场某层楼面示意图,在各商铺内部和门口、电梯、上下行自动扶梯等地方设置了36个定位数据采集点。定位数据采集终端TE据此对每个采集点进行定位数据采集,即在每个采集点按照采集规则检测周围所有能够探测到的无线局域网接入点AP的无线信号,测量并记录各AP的系统服务识别号SSID、MAC地址、信道编号、加密方式、信号强度RSSI、信噪比S/N等信息,并通过通信单元将测量结果上报定位平台。\n[0075] 一旦定位平台将目标区域各定位点的定位数据采集完毕,即可据此开展LBS服务。\n用户终端UE上的移动定位APP以图形界面形式向用户提供各种LBS服务选项,例如获取折扣券、获取商场导购信息等等,用户通过点击这些选项触发用户终端UE进行定位测量并上报结果,进而获得定位平台的LBS服务信息。图7给出了一个商场折扣券自动推送流程:\n[0076] 1)用户发起一个LBS服务请求,例如获取周围商铺的折扣卷;\n[0077] 2)用户终端UE进行定位测量;\n[0078] 3)完成后向定位平台发送LBS服务请求,其中包括LBS服务类别、用户和终端身份、定位测量结果等信息;\n[0079] 4)定位平台据此进行定位运算,如成功,则继续下一步骤;否则向用户终端UE返回暂无法提供所请求的LBS服务,重新进行定位测量的指令,UE接收指令后回到步骤2),同时累计定位失败次数,如果该用户连续定位失败次数超过预设阈值Z,则结束此流程,向用户终端返回信息表明此时暂无法提供所请求的LBS服务;\n[0080] 5)定位平台根据定位运算确定的用户终端UE位置(某个匹配定位点),检索业务数据库,找到和该定位点关联的商铺折扣券信息,按照预先定义的接口规范封装这些信息;\n[0081] 6)定位平台将上述封装后的LBS服务信息,即用户所处位置附近商铺的折扣券推送给用户终端UE,完成该次LBS服务。\n[0082] 本发明充分利用目前日益普及的无线局域网无线信号作为定位依据,特别是利用无线局域网无线信号穿透能力弱、在室内环境覆盖区域小、在同一个室内空间可能部署了多个公共和私人无线接入点AP的特点,可将定位点细分到具体建筑、具体楼层甚至具体商铺附近。可有效解决在室内环境下GPS无法定位、其它网络定位手段精度太差的问题。实施本发明可很方便地在诸如商场、咖啡厅、酒吧、写字楼、机场等公共场所开展LBS服务。\n[0083] 不脱离本发明的范围和构思,上述定位服务系统可以做出多种改变和变形,很多变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。例如,本发明实施例以检测周围无线局域网信号为例来说明定位方案,但通过检测其它类似无线信号来定位同样适用于本发明方法。如在定位区域部署了基于RFID、Zigbee、蓝牙等短距离无线技术的定位标签情况下,检测周围这些短距离无线信号;或者在楼宇内部由微蜂窝、室内分布、家庭基站FEMTO覆盖的情况下,检测周围移动网络信号,都可作为定位运算的判断依据。对于微蜂窝、室内分布系统和家庭基站FEMTO的情况,其CELL ID可替代上述无线局域网接入点AP的MAC地址作为唯一标识该无线设备的身份标识信息。除了移动网络和无线局域网,定位数据采集终端TE和用户终端也可以通过任何提供Internet接入服务的无线网络与定位平台建立通信连接,例如WiMAX网络、移动通信网络和无线局域网的演进网络(LTE、4G)等等。\n[0084] 本发明的描述是为了示例而给出的,并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。本发明的范围由所附权利要求书确定。
法律信息
- 2021-09-03
未缴年费专利权终止
IPC(主分类): H04W 4/029
专利号: ZL 201110284064.5
申请日: 2011.09.22
授权公告日: 2018.09.11
- 2018-09-11
- 2014-06-04
专利申请权的转移
登记生效日: 2014.05.08
申请人由胡乐乐变更为嘉兴高恒信息科技有限公司
地址由200043 上海市杨浦区国权东路99弄35号501室变更为314006 浙江省嘉兴市南湖区亚太路522号1幢105室
- 2014-03-12
文件的公告送达
文件的公告送达失败
收件人: 嘉兴高恒信息科技有限公司
文件名称: 视为未提出通知书
- 2013-07-03
实质审查的生效
IPC(主分类): H04W 4/02
专利申请号: 201110284064.5
申请日: 2011.09.22
- 2013-04-03
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
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2009-12-09
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2009-06-01
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2
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2010-10-13
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2009-04-07
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3
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2009-09-16
|
2007-05-29
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4
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2008-06-25
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2006-02-22
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5
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2011-03-30
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2010-09-17
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被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |